成膜方法
【課題】成膜する層に成膜材料以外の材料が混入することを抑制し、発光素子の性能低下を防ぐ、成膜方法の提供を課題の一つとする。
【解決手段】基板の一方の面上に形成された吸収層と、吸収層上に形成され、基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、加熱された材料層に含まれる成膜材料で、下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、成膜材料層の主成分と下地層の主成分に同じ物質を用いる成膜方法である。
【解決手段】基板の一方の面上に形成された吸収層と、吸収層上に形成され、基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、加熱された材料層に含まれる成膜材料で、下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、成膜材料層の主成分と下地層の主成分に同じ物質を用いる成膜方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に膜を形成する成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬと記す）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層（以下、ＥＬ層と記す）を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
【０００３】
発光素子を構成するＥＬ層は、少なくとも発光層を有する。また、ＥＬ層は、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを有する積層構造とすることもできる。
【０００４】
また、ＥＬ層を形成するＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別される。一般に、低分子系材料は蒸着法を用いて成膜され、高分子系材料はインクジェット法やスピンコート法などを用いて成膜されることが多い。
【０００５】
蒸着法の場合に用いられる蒸着装置は、基板を設置する基板ホルダと、蒸着材料（ここでは、ＥＬ材料）を封入したルツボ（または蒸着ボート）と、ルツボ内のＥＬ材料を加熱するヒータと、昇華するＥＬ材料の拡散を防止するシャッターとを有しており、ヒータにより加熱されたＥＬ材料が昇華し、基板に成膜される構成となっている。
【０００６】
しかし、実際には均一に膜を成膜するために、被成膜基板を回転させることや、基板とルツボとの間の距離を一定以上離すことが必要となる。また、複数のＥＬ材料を用いてメタルマスクなどのシャドーマスクを介した塗り分けを行う場合には、画素間の間隔を広く設計し、画素間に設けられる絶縁物からなる隔壁の幅を広くすることが必要となる。このため、発光素子を含む発光装置の高精細化（画素数の増大）及び小型化に伴う各表示画素ピッチの微細化が大きな課題となっている。また、同時に生産性の向上や低コスト化を図ることが要求されている。
【０００７】
これに対して、熱転写により、発光素子のＥＬ層を形成する方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、蒸着材料とバインダ材料の混合物で構成される材料層を有する蒸着源基板について記載されている。このような蒸着源基板を加熱処理することにより、蒸着材料層を被成膜基板に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２９１３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の熱転写のように、蒸着源基板を加熱処理することにより、蒸着材料を被成膜基板に形成する方法において、蒸着材料を高レートで成膜させるためには、蒸着源基板と被成膜基板の間の距離を非常に小さくする必要がある。よって、加熱処理の際に、被成膜基板上の下地層は急激に温度が上昇し、下地層上に成膜した蒸着材料層中で、蒸着材料と下地層の材料が混ざってしまうことがある。
【００１０】
前述の通り、ＥＬ層を、発光層や正孔注入層など、それぞれ異なる機能を有する層の積層構造とすることができるが、この積層構造において、ある層に別の層を形成するＥＬ材料が混入すると、発光素子の発光効率や寿命等の性能が低下することがある。
【００１１】
そこで本発明の一態様は、成膜する層に成膜材料以外の材料が混入することを抑制し、発光素子の性能低下を防ぐ、成膜方法の提供を課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、一方の面上に少なくとも吸収層及び材料層が形成され、該一方の面の最表面に該材料層を有する成膜用基板と、被成膜面の最表面に下地層を有する被成膜基板を用い、成膜用基板の他方の面側から加熱処理をすることにより、吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層に含まれる成膜材料で被成膜基板の下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、下地層の主成分と成膜材料層の主成分に同じ物質を用いる成膜方法により、解決することができる。
【００１３】
本発明の一態様は、基板の一方の面上に形成された吸収層と、吸収層上に形成され、基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層に含まれる成膜材料で、下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、成膜材料層の主成分と下地層の主成分に同じ物質を用いる成膜方法である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、基板の一方の面上に形成された吸収層と、吸収層上に形成され、基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層に含まれる成膜材料で、下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、下地層を、成膜材料層に用いる物質で形成する成膜方法である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、上記構成において、吸収層が、島状またはストライプ状に形成されている成膜方法である。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記構成において、材料層が、島状またはストライプ状に形成されている成膜方法である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、上記構成において、第１の基板と吸収層との間に、開口部を有する反射層が形成されている成膜方法である。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記構成において、反射層と吸収層との間に、反射層の開口部と重なる位置に開口部を有する断熱層を形成する成膜方法である。
【００１９】
また、本発明の一態様は、上記構成において、吸収層と材料層との間に、保護層が形成されている成膜方法である。
【００２０】
また、本発明の一態様は、上記構成において、材料層が、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、印刷法、液滴吐出法、スプレー法、滴下法、インクジェット法、ノズルプリンティング法又はディスペンス法により吸収層上に形成される成膜方法である。
【００２１】
また、本発明の一態様は、上記構成において、加熱処理として、光源を用いて第１の基板の他方の面側から光を照射し、吸収層が光を吸収することで加熱される方式を用いる成膜方法である。
【００２２】
また、本発明の一態様は、上記構成において、光源としてレーザ発振装置、フラッシュランプ又はハロゲンランプを用いる成膜方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様は、成膜する層に成膜材料以外の材料が混入することを抑制し、発光素子の性能低下を防ぐ成膜方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一態様の成膜方法について説明する図。
【図２】本発明の一態様の成膜方法について説明する図。
【図３】本発明の一態様の成膜方法について説明する図。
【図４】実施例の発光素子を説明する図。
【図５】発光素子１及び比較発光素子２の電圧−輝度特性を示す図。
【図６】発光素子１及び比較発光素子２の輝度−電流効率特性を示す図。
【図７】発光素子１及び比較発光素子２の発光スペクトルを示す図。
【図８】発光素子１及び比較発光素子２の信頼性試験の結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法について説明する。本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法を利用して、発光素子のＥＬ層を形成する場合について図１を用いて説明する。本実施の形態において、発光素子のＥＬ層は、正孔輸送層と発光層を有しており、本発明の一態様の成膜方法を用いて、正孔輸送層上に発光層を形成する場合について説明する。また、本実施の形態は、光源を用いて加熱処理を行う場合について説明する。図１（Ａ１）は本発明の一態様の成膜方法で用いる成膜用基板を示す斜視図であり、図１（Ａ２）は本発明の一態様の成膜方法で用いる被成膜基板を示す斜視図であり、図１（Ｂ）（Ｃ）は本発明の一態様の成膜方法についての概念を示す斜視図である。
【００２７】
図１（Ａ１）において、支持基板である第１の基板１０１の一方の面上に吸収層１０３が形成されている。また、吸収層１０３上に、成膜材料を含む材料層１０５が形成されている。図１（Ａ２）において、第２の基板１０７の一方の面上に下地層１０９が形成されている。
【００２８】
図１（Ａ１）に示した成膜用基板の作製方法について説明する。
【００２９】
はじめに、第１の基板１０１の一方の面上に吸収層１０３を形成する。第１の基板１０１は、吸収層、材料層などの支持基板であり、発光層を被成膜基板に成膜するために照射する光を透過する基板である。よって、第１の基板１０１は光の透過率が高い基板であることが好ましい。具体的には、発光層を成膜するためにランプ光やレーザ光を用いる場合、第１の基板１０１として、それらの光を透過する基板を用いることが好ましい。第１の基板１０１としては、例えば、ガラス基板、石英基板、無機材料を含むプラスチック基板などを用いることができる。
【００３０】
吸収層１０３は、材料層１０５を加熱するために照射する光を吸収して、熱へと変換する層である。吸収層１０３は、照射される光に対して７０％以下の低い反射率を有し、高い吸収率を有する材料で形成されていることが好ましい。また、吸収層１０３は、それ自体が熱によって変化しないように、耐熱性に優れた材料で形成されていることが好ましい。吸収層１０３に用いることができる材料としては、例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン、窒化タングステン、窒化クロム、窒化マンガンなどの金属窒化物や、モリブデン、チタン、タングステン、カーボンなどを用いることが好ましい。
【００３１】
吸収層１０３は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法で、モリブデン、タンタル、チタン、タングステンなどのターゲット、またはこれらの合金を用いたターゲットを用い、吸収層１０３を形成することができる。また、吸収層１０３は一層に限らず複数の層により構成されていても良い。
【００３２】
吸収層１０３の膜厚は、照射される光が透過しない膜厚であることが好ましい。材料によって異なるが、１００ｎｍ以上２μｍ以下の膜厚であることが好ましい。特に、吸収層１０３の膜厚を１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下とすることで、照射される光を効率良く吸収して発熱させることができる。
【００３３】
なお、吸収層１０３は、材料層１０５に含まれる成膜材料が昇華温度まで加熱されるのであれば、照射する光の一部が透過しても良い。ただし、照射する光の一部が透過する場合には、光が照射しても分解しない材料を、材料層１０５に用いることが好ましい。
【００３４】
次に、吸収層１０３上に、少なくとも成膜材料を含む材料層１０５を形成する。材料層１０５は、第２の基板１０７に形成された下地層１０９上に成膜する成膜材料を含んで形成される層である。また、材料層１０５に含まれる成膜材料の主成分となる物質には、下地層１０９の主成分と同じ物質を用いる。
【００３５】
材料層１０５は、１種の成膜材料を用いても良いし、２種以上の成膜材料を用いても良い。また、材料層１０５は、単層でも良いし、複数の層が積層されていても良い。
【００３６】
材料層１０５は、種々の方法により形成される。例えば、湿式法であるスピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、ノズルプリンティング法又は印刷法等を用いることができる。また、乾式法である真空蒸着法、スパッタリング法等を用いることができる。
【００３７】
湿式法を用いて材料層１０５を形成する場合には、所望の成膜材料を溶媒に溶解あるいは分散させ、溶液あるいは分散液を調整すれば良い。溶媒は、成膜材料を溶解あるいは分散させることができ、且つ成膜材料と反応しないものであれば特に限定されない。例えば、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、或いはクロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ｎ−プロピルメチルケトン、或いはシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ベンゼン、トルエン、或いはキシレンなどの芳香族系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、或いは炭酸ジエチルなどのエステル系溶媒、テトラヒドロフラン、或いはジオキサンなどのエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド、或いはジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド、ヘキサン、又は水等を用いることができる。また、これら溶媒の複数種を混合して用いても良い。湿式法を用いることにより、材料の利用効率を高めることができ、製造コストを低減させることができる。
【００３８】
本実施の形態では、被成膜基板に形成された発光素子の正孔輸送層上に発光層を形成するため、材料層１０５に含まれる成膜材料として、発光物質及び発光物質を分散する有機化合物を用いる。
【００３９】
発光物質としては、例えば蛍光を発光する蛍光性化合物や、燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
【００４０】
発光物質としては、以下に示す燐光性化合物を用いることができる。例えば、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス［２−（３’，５’−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））などが挙げられる。
【００４１】
また、発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物を用いることができる。例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。
【００４２】
発光物質を分散する有機化合物としては、発光物質が蛍光性化合物の場合には、蛍光性化合物よりも一重項励起エネルギー（基底状態と一重項励起状態とのエネルギー差）が大きい物質を用いることが好ましい。また、発光物質が燐光性化合物の場合には、燐光性化合物よりも三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）が大きい物質を用いることが好ましい。
【００４３】
発光物質を分散する有機化合物としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、２ＰＣＡＰＡ、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。
【００４４】
なお、材料層１０５に含まれる成膜材料として、発光物質を分散させる有機化合物を２種類以上用いても良いし、有機化合物に分散される発光物質を２種類以上用いても良い。また、２種類以上の発光物質を分散させる有機化合物と２種類以上の発光物質を用いても良い。
【００４５】
本実施の形態では、材料層１０５に含む成膜材料として、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、及び９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）を用いる。
【００４６】
また、材料層１０５は、成膜材料の他に、高分子化合物を含んでいても良い。材料層１０５に含まれる高分子化合物としては、シクロオレフィンポリマーが好ましい。シクロオレフィンポリマーは溶媒に溶けやすいため、被成膜基板に成膜した後、成膜用基板上に残った成膜材料を含むシクロオレフィンポリマーを溶媒に再溶解することで、成膜用基板を再利用することが可能である。したがって、材料の消費量及びコストを抑えることができる。また、高分子化合物として、オレフィン、ビニル、アクリル又はポリイミド（ＰＩ）等を用いてもよいし、高分子材料のＥＬ材料を用いても良い。高分子材料のＥＬ材料としては、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）やポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）が挙げられる。また、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やシロキサンのような架橋型ポリマーを用いても良い。
【００４７】
また、材料層１０５に複数の成膜材料（例えば、第１の成膜材料と第２の成膜材料）を用いる場合、材料層１０５に用いる高分子化合物としては、ガラス転移温度が下記数式（１）を満たす高分子化合物が好ましい。さらに好ましくは、ガラス転移温度が下記数式（２）を満たす高分子化合物を用いる。なお、下記数式（１）（２）において、第１の成膜材料及び第２の成膜材料の昇華温度は同じ真空度（例えば真空度１０−３Ｐａ）で測定することとする。
【００４８】
【数１】
（式（１）（２）中、Ｓは高分子化合物のガラス転移温度（℃）を示し、Ｔａは、第１の成膜材料又は第２の成膜材料の昇華温度（℃）のうち高い温度（℃）を示す）
【００４９】
高分子化合物のガラス転移温度が上記数式（１）、好ましくは上記数式（２）を満たす範囲であれば、第１の成膜材料又は第２の成膜材料の昇華温度のうち低い温度に達しても、昇華温度に達した成膜材料は材料層から転写されにくい。これは、高分子化合物によって、第１の成膜材料及び第２の成膜材料が材料層中で移動することを抑制されるためである。そして、第１の成膜材料又は第２の成膜材料の昇華温度のうち高い温度を超えると、第１の成膜材料及び第２の成膜材料は材料層中を移動することが容易となり、被成膜基板上に転写される。よって、第１の成膜材料の転写と第２の成膜材料の転写に時間差が生じにくくなり、被成膜基板上に濃度勾配の少ない発光層を形成することができる。
【００５０】
しかし、高分子化合物のガラス転移温度が上記数式（１）の範囲より低いと、第１の成膜材料及び第２の成膜材料は材料層中で移動することを抑制されにくいため、第１の成膜材料又は第２の成膜材料の昇華温度のうち低い温度に達すると、昇華温度の低い成膜材料が先に転写され、その後、昇華温度の高い成膜材料が転写される。また、高分子化合物のガラス転移温度が上記数式（１）の範囲より高いと、第１の成膜材料及び第２の成膜材料の昇華温度のうち高い温度を越えた後も、第１の成膜材料及び第２の成膜材料は材料層中で移動することを抑制され、転写が容易に行われなくなる。
【００５１】
よって、高分子化合物としては、ガラス転移温度が上記数式（１）、好ましくは上記数式（２）を満たす高分子化合物を用いることが好ましい。なお、本実施の形態において、転写とは、材料層に含まれる第１の成膜材料又は第２の成膜材料が、被成膜基板上に移されることを示す。
【００５２】
なお、高分子化合物としてガラス転移温度が２００℃の材料を用い、第１の成膜材料および第２の成膜材料として、昇華温度が２１０℃の材料および昇華温度が２６０℃の材料を用いた場合には、良好な転写が実現された。一方で、高分子化合物としてガラス転移温度が２００℃の材料を用い、第１の成膜材料および第２の成膜材料として、昇華温度が２１０℃の材料および昇華温度が３０２℃の材料を用いた場合には、良好な転写は実現されなかった。このことは、上記式（１）、（２）に合致する条件において、好適なＥＬ層が実現されることを示すものである。
【００５３】
高分子化合物は粘度の調整が容易であるため、用途に応じて高分子化合物の溶液の粘度を自由に調整できる。例えば、液滴吐出法により材料層１０５が形成される場合、高分子化合物の溶液の粘度を高めることで、被成膜面上に高分子化合物が拡がらず、微細なパターンを形成することができる。
【００５４】
高分子化合物の溶液の粘度の調整は、高分子化合物の分子量を調整する、又は高分子化合物と溶媒の比率を変えることで実現することができる。一般に、高分子化合物の比率が高くなると、溶液の粘度が高くなる。
【００５５】
なお、後の工程で下地層１０９上に形成される成膜材料層の膜厚は、第１の基板１０１上に形成された材料層１０５に依存する。そのため、材料層１０５の膜厚を制御することにより、下地層１０９上に形成される成膜材料層の膜厚を容易に制御することができる。なお、成膜材料層の膜厚および均一性が保たれるのであれば、材料層１０５は必ずしも均一の層である必要はない。例えば、微細な島状に形成されていてもよいし、凹凸を有する層状に形成されていてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では吸収層１０３及び材料層１０５が第１の基板１０１の全面に形成された場合について説明したが、吸収層１０３及び材料層１０５は選択的に形成されても良い。
【００５７】
なお、本実施の形態では、成膜材料を含む材料層が形成された、被成膜基板と同程度の面積を有する支持基板を用いているが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、被成膜基板と同程度の面積を有する支持基板でなくとも良い。
【００５８】
なお、成膜用基板は、吸収層１０３が形成された面の最表面に材料層１０５が形成されていれば良く、第１の基板１０１と吸収層１０３の間や、吸収層１０３と材料層１０５の間に他の層が設けられていても良い。
【００５９】
次に、図１（Ａ２）に示した被成膜基板の作製方法について説明する。
【００６０】
第２の基板１０７は、加熱処理により所望の層が成膜される被成膜基板である。第２の基板１０７は、必要な耐熱性を有していて表面に絶縁性を有する基板であれば特定のものに限定されない。例えば、ガラス基板、石英基板、絶縁膜を形成したステンレス基板等が挙げられる。また、加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板を用いても良い。
【００６１】
なお、図１には示していないが、ここでは本発明の一態様の成膜方法を用いて発光素子を形成する場合について説明するため、第２の基板１０７上には、発光素子の一方の電極となる第１の電極層を有している。第１の電極層の端部は、絶縁物で覆われていることが好ましい。本実施の形態において、第１の電極層は、発光素子の陽極あるいは陰極となる電極を示している。
【００６２】
そして、第１の電極層上に、下地層１０９が形成されている。下地層１０９の主成分は、成膜用基板の材料層１０５に含まれる成膜材料の主成分と同じ物質を用いる。特に、下地層１０９は、材料層１０５に含まれる成膜材料を用いて形成することが好ましい。
【００６３】
本実施の形態では、下地層１０９として正孔輸送層を形成する。正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層であり、正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いても良い。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしても良い。
【００６４】
本実施の形態では、下地層１０９に、正孔輸送性の高い材料として、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）を用いる。
【００６５】
本実施の形態では、下地層１０９が正孔輸送層である場合を説明するが、本発明はこれに限られない。また、本実施の形態において、被成膜基板は、被成膜面の最表面に下地層１０９を有していれば良く、第１の電極層と下地層１０９の間に、他の層が形成されていても良い。
【００６６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、第１の基板１０１において、吸収層１０３及び材料層１０５が形成された面に対向する位置に、第２の基板１０７の下地層１０９が形成された面を配置する。
【００６７】
材料層１０５の表面と下地層１０９の表面は、距離ｄだけの間隔をとって配置される。ここで、距離ｄは、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下、好ましくは０ｍｍより大きく０．０５ｍｍ以下、さらに好ましくは０ｍｍより大きく０．０３ｍｍ以下とする。距離ｄを上記の範囲程度まで小さくすることで、成膜材料の利用効率を向上させることができる。本実施の形態では、材料の利用効率を向上させるために、成膜用基板と被成膜基板の間隔を狭くしている（距離ｄが小さくなるように配置している）が、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
【００６８】
また、本実施の形態では被成膜基板が一である場合について説明したが、成膜用基板に対向するように複数の被成膜基板を並べて配置しても良い。この場合には複数の被成膜基板と成膜用基板の面積を同じ程度にする。成膜用基板に対して複数の被成膜基板を設けることで、複数の被成膜基板を同時に処理することができる。
【００６９】
材料層１０５の表面と、下地層１０９の表面は互いに平行となるように配置することが好ましい。
【００７０】
第１の基板１０１と第２の基板１０７は各々の表面が対向していればよく、これらの基板の水平面に対する角度は特に限定されない。即ち、本発明の一態様に用いる成膜装置はフェイスダウン方式でも良いし、フェイスアップ方式でも良いし、基板縦置き方式でも良い。
【００７１】
そして、図１（Ｃ）に示すように、第１の基板１０１の裏面、すなわち一方の面に材料層１０５が形成された第１の基板１０１の他方の面側から加熱処理をすることにより、吸収層１０３にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層１０５中の成膜材料が、被成膜基板に成膜される。加熱処理は、第１の基板１０１の全面を加熱するように行う。加熱処理により、下地層１０９上に発光素子の発光層である成膜材料層１１１が形成される。
【００７２】
ここで、材料層１０５と下地層１０９の間隔は狭いため、加熱処理の際に、下地層１０９は急激に温度が上昇し、下地層１０９に接して形成された成膜材料層１１１中で、成膜材料と下地層の材料が混ざってしまうことがある。しかし、本実施の形態では、材料層１０５に含まれる成膜材料の主成分と下地層１０９の材料にＣｚＰＡを用いている。このように、材料層１０５に含まれる成膜材料の主成分に、下地層１０９の主成分と同じ物質を用いる（好ましくは、下地層１０９を、成膜材料に用いる物質で形成する）ことで、成膜材料層１１１に、成膜材料以外の材料が混入することを抑制できる。
【００７３】
本実施の形態において、加熱処理の温度は、成膜材料の昇華温度を超えて、成膜材料の昇華温度より５０℃を超えない範囲で高く設定することが好ましい。また、第１の基板と第２の基板との距離、又は被成膜基板である第２の基板の材質と厚さによっては、熱源の輻射熱の影響を緩和するために、上記の温度範囲内で低めに設定しても良い。なお、ここで加熱処理の温度は第１の基板表面において計測したものである。
【００７４】
また、複数の成膜材料を用いる場合、複数の成膜材料の昇華温度のうち、最も高い昇華温度以上の温度となるよう、加熱処理を行うことが好ましい。この場合、昇華温度が最も高い成膜材料の昇華温度を超えて５０℃までの温度範囲内で高めの温度に設定することが好ましいが、昇華温度が低い物質の分解温度、被成膜基板との距離、被成膜基板の材質及び厚さを考慮して、上記温度範囲内で低めの温度（ただし、昇華温度が最も高い物質の昇華温度以上とする）に設定しても良い。
【００７５】
加熱処理は、ランプやレーザ発振装置により第１の基板１０１に光を照射する方法により行うことが好ましい。ランプやレーザ発振装置は、第１の基板１０１の裏面に光を照射できるように設置すれば良い。
【００７６】
ランプとしては、フラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ、クリプトンフラッシュランプ等）、キセノンランプ、メタルハライドランプに代表される放電灯、ハロゲンランプ、タングステンランプに代表される発熱灯を用いることができる。フラッシュランプは短時間（０．１ミリ秒以上１０ミリ秒以下）で非常に強度の高い光を繰り返し、大面積に照射することができるため、第１の基板１０１の面積にかかわらず、効率よく均一に加熱することができる。また、発光させる時間の間隔を変えることによって第１の基板１０１の加熱の制御もできる。また、フラッシュランプは、発光待機時の消費電力が低く、長寿命であるため、ランニングコストを低く抑えることができる。
【００７７】
また、ランプ以外の光源としては、レーザ発振装置を用いても良い。レーザ光としては、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。また、レーザ媒体が固体である固体レーザを用いると、メンテナンスフリーの状態を長く保てるという利点や、出力が比較的に安定している利点を有している。
【００７８】
また、光照射による成膜は、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。従って、成膜室内を５×１０−３Ｐａ以下、好ましくは１０−４Ｐａ以下の雰囲気とすることが好ましい。なお、本実施の形態では、光源を用いて加熱処理を行ったが、ヒータなどの熱源を用いて加熱処理を行っても良い。
【００７９】
以上のように、本実施の形態に記載の成膜方法は、成膜材料層の主成分と、下地層の主成分に同じ物質を用いることから、成膜材料層に成膜材料以外の材料が混入することを防ぐことができる。よって、本発明の一態様の成膜方法を用いて作製する発光素子において、ＥＬ層のある層に別の層を形成するＥＬ材料が混入することで生じる、発光素子の発光効率や寿命等の性能の低下を抑制できる。
【００８０】
なお、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００８１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法について説明する。なお、本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法を利用して、発光素子のＥＬ層を形成する場合について図２を用いて説明する。本実施の形態において、発光素子のＥＬ層は、正孔輸送層と発光層からなり、本発明の一態様の成膜方法を用いて、正孔輸送層上に発光層を形成する場合について説明する。なお、本実施の形態に示す成膜方法において、特に記載がない場合には、上記実施の形態と同様の材料及び作製方法によって行うものとする。
【００８２】
図２には、第１の基板に反射層、断熱層及び保護層を形成する場合の一例を示している。図２（Ａ）において、支持基板である第１の基板３０１の一方の面上に反射層３０２が選択的に形成されている。なお、反射層３０２は開口部３０８を有している。また、反射層３０２上に断熱層３０４が形成されている。なお、断熱層３０４は反射層３０２の有する開口部と重なる位置に開口部３０８が形成されている。また、反射層３０２及び断熱層３０４が形成された第１の基板３０１上に開口部を覆う吸収層３０３が形成されている。また、吸収層３０３上に、保護層３０６が形成されている。また、保護層３０６上に成膜材料を含む材料層３０５が形成されている。
【００８３】
なお、本明細書において、「重なる」とは、成膜用基板を構成する要素（例えば、反射層や吸収層等）同士が直接接して重なり合う場合だけでなく、間に別の層を介して重なり合う場合も含むものとする。
【００８４】
図２（Ａ）に示した成膜用基板の作製方法について以下に説明する。
【００８５】
はじめに、第１の基板３０１の一方の面上に反射層３０２を選択的に形成する。反射層３０２は、第１の基板３０１に照射する光を反射して、反射層３０２と重なる領域に形成された材料層３０５に、熱を与えないように遮断する層である。よって、反射層３０２は、照射する光に対して高い反射率を有する材料で形成されていることが好ましい。具体的には、反射層３０２は、照射される光に対して、反射率が８５％以上、さらに好ましくは、反射率が９０％以上の高い反射率を有する材料で形成されていることが好ましい。
【００８６】
反射層３０２に用いることができる材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、白金、銅、アルミニウムを含む合金（例えば、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金、アルミニウム−チタン合金）、または銀を含む合金（銀−ネオジム合金）などを用いることができる。
【００８７】
なお、反射層３０２は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法などにより形成することができる。また、反射層３０２の膜厚は、材料により異なるが、１００ｎｍ以上とすることが好ましい。１００ｎｍ以上の膜厚とすることにより、照射した光が反射層３０２を透過することを抑制することができる。
【００８８】
なお、第１の基板３０１に照射する光の波長により、反射層３０２に好適な材料の種類は変化する。また、反射層は一層に限らず複数の層により構成されていても良い。また、反射層を設けず第１の基板３０１上に直接吸収層３０３を形成しても良い。
【００８９】
なお、反射層３０２と吸収層３０３の反射率は差が大きいほど好ましい。具体的には、照射する光の波長に対して、反射率の差が２５％以上、より好ましくは３０％以上であることが好ましい。
【００９０】
また、反射層３０２に開口部を形成する際には種々な方法を用いることができるが、ドライエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングを用いることにより、開口部の側壁が鋭くなり、微細なパターンを成膜することができる。
【００９１】
次に反射層３０２上に断熱層３０４を選択的に形成する。断熱層３０４は、反射層３０２と重なる領域に位置する材料層３０５が加熱され昇華するのを抑制するための層である。断熱層３０４としては、例えば、酸化チタン、酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化ジルコニウム、炭化チタン等を好ましく用いることができる。ただし断熱層３０４は、反射層３０２及び吸収層３０３に用いる材料よりも熱伝導率の低い材料を用いる。なお、本明細書において、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い物質であり、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い物質である。
【００９２】
断熱層３０４は、様々な方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、またはＣＶＤ法などにより形成することができる。また、断熱層の膜厚は、材料により異なるが、１０ｎｍ以上２μｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下とすることができる。断熱層３０４を１０ｎｍ以上２μｍ以下の膜厚とすることにより、反射層３０２が加熱された場合でも、反射層３０２の上に位置する材料層に熱が伝導するのを遮断する効果を有する。
【００９３】
また、断熱層３０４は、反射層３０２の開口部と重なる領域に開口部が形成されている。断熱層３０４のパターンを形成する際には、種々の方法を用いることができるが、ドライエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングを用いることにより、パターン形成された断熱層３０４の側壁が鋭くなり、微細なパターンを成膜することができる。
【００９４】
なお、断熱層３０４と、反射層３０２のパターン形成を一度のエッチング工程によって行うと、断熱層３０４と反射層３０２に設けられる開口部の側壁をそろえることができ、より微細なパターンを成膜することができるため好ましい。
【００９５】
また、本実施の形態において、断熱層３０４は反射層３０２と重なる位置のみに形成されているが、反射層３０２及び反射層３０２の開口部を覆って断熱層３０４を形成しても良い。この場合、断熱層３０４は可視光に対する透光性を有する必要がある。
【００９６】
次に、断熱層３０４上に吸収層３０３を形成する。吸収層３０３は、実施の形態１で示した吸収層１０３と同様の材料を用いることができる。なお、吸収層３０３は選択的に形成しても良い。例えば、吸収層３０３を第１の基板３０１の全面に形成した後に、吸収層３０３をパターン形成して、反射層３０２及び断熱層３０４の開口部を覆うように島状にパターン形成する。この場合、全面に吸収層を形成する場合に比べ、吸収層内を面方向に熱が伝導することを防止できるため、より微細なＥＬ層のパターン形成が可能となり、高性能な発光装置を実現することができる。
【００９７】
次に、吸収層３０３上に保護層３０６を形成する。保護層３０６は、吸収層３０３に用いる物質が昇華し、被成膜基板上に形成するＥＬ層に不純物として混入することを防ぐために形成する。また、保護層３０６は、吸収層３０３の酸化や変質、熱による変形を防止する。保護層３０６を形成することによって、吸収層３０３の劣化を防ぐことができるため、成膜用基板をより多く繰り返し利用することが可能である。したがって、材料の消費量及びコストを抑えることができる。保護層３０６としては、例えば、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化チタン、酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化ジルコニウム、窒化チタン、炭化チタン、または酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等により構成されている。保護層３０６の厚みは、吸収層３０３を良好に保護することができる程度であることが好ましく、例えば１００ｎｍ程度とすることができる。なお、保護層３０６は設けなくても良い。また、保護層３０６は吸収層３０３と重なる部分に選択的に形成しても良い。
【００９８】
次に、保護層３０６上に、材料層３０５を形成する。材料層３０５は、少なくとも成膜材料を含む。材料層３０５に含まれる成膜材料は、実施の形態１で示した構成を適用することができる。また、材料層３０５は選択的に形成しても良い。また、材料層３０５に含まれる成膜材料の主成分となる物質は、被成膜基板上の下地層３１１の主成分と同じ物質を用いる。
【００９９】
本実施の形態では、材料層３０５に含む成膜材料として、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、及び９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）を用いる。
【０１００】
次に、図２（Ａ）に示した成膜用基板を用いた成膜方法について、図２（Ｂ）及び（Ｃ）を用いて説明する。はじめに、図２（Ｂ）に示すように、第１の基板３０１において、材料層３０５等が形成された面に対向する位置に、第２の基板３０７の下地層３１１が形成された面を配置する。
【０１０１】
なお、ここでは本発明の一態様の成膜方法を用いて発光素子のＥＬ層を形成する場合について説明するため、第２の基板３０７上には、発光素子の一方の電極となる第１の電極層３０９を有している。第１の電極層３０９の端部は、絶縁物３１２で覆われていることが好ましい。本実施の形態において、第１の電極層は、発光素子の陽極あるいは陰極となる電極を示している。
【０１０２】
そして、第１の電極層３０９上に下地層３１１が形成されている。下地層３１１の主成分は、成膜用基板上の材料層３０５に含まれる成膜材料の主成分と同じ物質を用いる。特に、下地層３１１は、材料層３０５に含まれる成膜材料を用いて形成することが好ましい。
【０１０３】
本実施の形態では、正孔輸送層を形成するため、下地層３１１に、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）を用いる。
【０１０４】
本実施の形態では、下地層３１１が正孔輸送層である場合を説明するが、本発明はこれに限られない。また、本実施の形態において、被成膜基板は、被成膜面の最表面に下地層３１１を有していれば良く、第１の電極層３０９と下地層３１１の間に、他の層が形成されていても良い。
【０１０５】
材料層３０５の表面と下地層３１１の表面は、距離ｄだけの間隔をとって配置される。ここで、距離ｄは、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下、好ましくは０ｍｍより大きく０．０５ｍｍ以下、さらに好ましくは０ｍｍより大きく０．０３ｍｍ以下とする。
【０１０６】
そして、図２（Ｃ）のように、第１の基板３０１の裏面、すなわち一方の面に材料層３０５が形成された第１の基板３０１の他方の面側から加熱処理することにより、吸収層３０３にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層３０５中の成膜材料が、第２の基板３０７上に成膜される。これにより、第２の基板３０７上に、発光素子の発光層である成膜材料層３１３が選択的に形成される。
【０１０７】
ここで、材料層３０５の表面と下地層３１１の間隔は狭いため、加熱処理の際に、下地層３１１は急激に温度が上昇し、下地層３１１上に形成された成膜材料層３１３中で、成膜材料と下地層の材料が混ざってしまうことがある。しかし、本実施の形態では、材料層３０５に含まれる成膜材料の主成分と下地層３１１の材料にＣｚＰＡを用いている。このように、材料層３０５に含まれる成膜材料の主成分に、下地層３１１の主成分と同じ物質を用いる（好ましくは、下地層３１１を、成膜材料に用いる物質で形成する）ことで、成膜材料層３１３に、成膜材料以外の材料が混入することを抑制できる。
【０１０８】
本実施の形態において、例えばランプを光源として用いた場合、第１の基板３０１の裏面から照射された光３１０は、反射層３０２が形成された領域においては反射し、反射層３０２に設けられた開口部３０８においては透過して、開口部と重なる領域の吸収層３０３において吸収される。吸収された光が熱エネルギーへと変換されることで、当該領域の吸収層３０３と接する材料層３０５が加熱され、成膜材料が被成膜基板上に成膜される。
【０１０９】
なお、第１の基板３０１に光３１０を照射した際に、吸収層３０３で発生した熱が面方向に伝導して吸収層に接する反射層３０２が加熱されることがある。また、反射率が８５％以上の材料を用いて反射層３０２を形成したとしても、照射する光の熱量によっては、ある程度の熱の吸収がある。しかしながら、本実施の形態の成膜用基板は、反射層３０２と材料層３０５との間に、熱伝導率の低い材料によって形成された断熱層３０４が設けられているため、反射層３０２が加熱された場合であっても、断熱層３０４において、材料層３０５への熱の伝導を遮断することができる。これによって、選択的に、開口部３０８と重なる領域の材料層３０５に含まれる成膜材料を、被成膜基板上に成膜し、成膜材料層３１３として、所望のパターンの発光層を形成することができる。
【０１１０】
本実施の形態においては、第１の基板上に形成された材料層のうち、吸収層に接する領域を選択的に加熱するため、材料層全面を加熱する場合と比較して、光を照射する時間は比較的短くて良い。例えば、ハロゲンランプを光源として用いた場合、５００℃〜８００℃を７〜１５秒間程度保持することで、材料層３０５のうち、開口部３０８と重なる領域を加熱して成膜材料を被成膜基板へと成膜することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、被成膜基板である第２の基板が、支持基板である第１の基板の下方に位置する場合を図示したが、本実施の形態はこれに限定されない。基板の設置する向きは適宜設定することができる。
【０１１２】
以上説明したように、第１の基板上に反射層及び断熱層を選択的に形成し、該第１の基板及び該断熱層上に、吸収層、保護層ならびに、成膜材料を含む材料層を形成した場合、成膜材料を含む材料層を選択的に加熱して、被成膜基板に成膜される成膜材料層のパターン形成を行うことが可能となる。
【０１１３】
また、本実施の形態に記載の成膜方法は、成膜材料層の主成分と、下地層の主成分に同じ物質を用いることから、成膜材料層に成膜材料以外の材料が混入することを防ぐことができる。よって、ＥＬ層のある層に別の層を形成するＥＬ材料が混入することで生じる、発光素子の発光効率や寿命等の性能の低下を抑制できる。
【０１１４】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１１５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で説明した本発明の一態様の成膜方法で、成膜用基板を複数用いて発光素子のＥＬ層を形成することにより、フルカラー表示が可能な発光装置の作製方法について説明する。
【０１１６】
実施の形態１及び実施の形態２では、１回の成膜工程で、被成膜基板に形成された複数の下地層上に、全て同一の材料からなる発光層を形成する場合について示したが、本実施の形態では、被成膜基板に形成された複数の下地層上に、発光の異なる３種類の発光層のいずれかを形成する場合について説明する。
【０１１７】
まず、実施の形態２において図２（Ａ）に示した成膜用基板を３枚用意する。ただし、それぞれの支持基板には、発光の異なる発光層を形成するための成膜材料を含む材料層が形成されている。具体的には、赤色発光を示す発光層（発光層（Ｒ））を形成するための成膜材料を含む材料層（Ｒ）を有する成膜用基板（Ｒ）と、緑色発光を示す発光層（発光層（Ｇ））を形成するための成膜材料を含む材料層（Ｇ）を有する成膜用基板（Ｇ）と、青色発光を示す発光層（発光層（Ｂ））を形成するための成膜材料を含む材料層（Ｂ）を有する成膜用基板（Ｂ）とを用意する。
【０１１８】
また、実施の形態２において図２（Ｂ）に示した複数の第１の電極と下地層を有する被成膜基板を１枚用意する。被成膜基板には、材料層（Ｒ）、材料層（Ｇ）、又は材料層（Ｂ）に含まれる成膜材料の主成分と同じ物質をそれぞれ主成分に用いた、下地層（Ｒ）、下地層（Ｇ）、及び下地層（Ｂ）が形成されている。被成膜基板の第１の電極と下地層の間には正孔注入層等の他の層が形成されていても良い。なお、図２（Ｂ）に示したように、被成膜基板上の複数の第１の電極は、その端部が絶縁物４１４で覆われているため、発光領域は、第１の電極の一部であって、絶縁物と重ならずに露呈している領域に相当する。
【０１１９】
まず、１回目の成膜工程として、図２（Ｂ）と同様に被成膜基板と成膜用基板（Ｒ）とを重ね、位置合わせをする。なお、被成膜基板には、位置合わせ用のマーカを設けることが好ましい。また、成膜用基板（Ｒ）にも位置合わせ用のマーカを設けることが好ましい。なお、成膜用基板（Ｒ）には、吸収層や材料層等が設けられているため、位置合わせのマーカ周辺の吸収層や材料層等は予め除去しておくことが好ましい。
【０１２０】
そして、成膜用基板（Ｒ）の裏面（図２に示す反射層３０２、断熱層３０４、吸収層３０３、保護層３０６及び材料層３０５が形成されていない面）側から光を照射する。吸収層が、照射された光を吸収して材料層（Ｒ）に熱を与えることで、材料層（Ｒ）に含まれる成膜材料が加熱され、被成膜基板上の下地層（Ｒ）上に発光層（Ｒ）が成膜される。そして、１回目の成膜を終えたら、成膜用基板（Ｒ）は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
【０１２１】
次いで、２回目の成膜工程として、被成膜基板と成膜用基板（Ｇ）とを重ね、位置合わせをする。成膜用基板（Ｇ）には、１回目の成膜時で使用した成膜用基板（Ｒ）とは１画素分ずらして反射層の開口部が形成されている。
【０１２２】
そして、成膜用基板（Ｇ）の裏面（図２に示す反射層３０２、断熱層３０４、吸収層３０３、保護層３０６及び材料層３０５が形成されていない面）側から光を照射する。吸収層が、照射された光を吸収して材料層（Ｇ）に熱を与えることで、材料層（Ｇ）に含まれる成膜材料が加熱され、被成膜基板上の一部であって、１回目の成膜で発光層（Ｒ）が形成された下地層（Ｒ）の隣の下地層（Ｇ）上に発光層（Ｇ）が成膜される。そして、２回目の成膜を終えたら、成膜用基板（Ｇ）は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
【０１２３】
次いで、３回目の成膜工程として、被成膜基板と成膜用基板（Ｂ）とを重ね、位置合わせをする。成膜用基板（Ｂ）には、１回目の成膜時に使用した成膜用基板（Ｂ）とは２画素分ずらして反射層の開口部が形成されている。
【０１２４】
そして、成膜用基板（Ｂ）の裏面（図２に示す反射層３０２、断熱層３０４、吸収層３０３、保護層３０６及び材料層３０５が形成されていない面）側から光を照射する。この３回目の成膜を行う直前の様子が図３（Ａ）の上面図に相当する。図３（Ａ）において、反射層４０１は開口部４０２を有している。従って、成膜用基板（Ｂ）の反射層４０１の開口部４０２を透過した光は、断熱層を透過して、吸収層に吸収される。また、被成膜基板の成膜用基板（Ｂ）の開口部４０２と重なる領域には、下地層（Ｂ）が形成されている。なお、図３（Ａ）中に点線で示した領域の下方にある被成膜基板には、既に１回目の成膜により形成された発光層（Ｒ）４１１と２回目の成膜により形成された発光層（Ｇ）４１２が位置している。
【０１２５】
そして、３回目の成膜により、発光層（Ｂ）４１３が形成される。吸収層が、照射された光を吸収して材料層（Ｂ）に熱を与えることで、材料層（Ｂ）に含まれる成膜材料が加熱され、被成膜基板上の一部であって、２回目の成膜で発光層（Ｇ）４１２が形成された下地層（Ｇ）の隣の下地層（Ｂ）上に発光層（Ｂ）４１３が成膜される。３回目の成膜を終えたら、成膜用基板（Ｂ）は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
【０１２６】
こうして発光層（Ｒ）４１１、発光層（Ｇ）４１２、発光層（Ｂ）４１３を一定の間隔をあけて同一の被成膜基板上に形成することができる（図３（Ｂ）参照）。そして、これらの膜上に第２の電極を形成することによって、発光素子を形成することができる。また、これら発光層と第２の電極の間に、電子輸送層等の他の層を形成しても良い。
【０１２７】
以上の工程で、同一基板上に異なる発光を示す発光素子が形成されることにより、フルカラー表示が可能な発光装置を形成することができる。
【０１２８】
図３では、成膜用基板に形成された反射層の開口部４０２の形状を矩形とした例を示したが、特に限定されず、ストライプ状の開口部としても良い。ストライプ状の開口部とした場合、同じ発光色となる発光領域の間にも成膜が行われるが、絶縁物４１４の上に形成されるため、絶縁物４１４と重なる部分は発光領域とはならない。
【０１２９】
また、画素の配列も特に限定されず、１つの画素形状を多角形、例えば六角形としても良い。なお、多角形の画素を形成するためには、多角形の開口部を有する反射層を有する成膜用基板を用いて成膜すれば良い。
【０１３０】
なお、本実施の形態では、発光の異なる３種類の発光層を形成するために３枚の成膜用基板を用いたが、１枚の成膜用基板に材料層（Ｒ）、材料層（Ｇ）及び材料層（Ｂ）を選択的に形成しても良い。この場合、被成膜基板と成膜用基板との位置合わせが一度のみで良く、材料の利用効率や生産性が高まるため好ましい。
【０１３１】
本実施の形態に示すフルカラー表示が可能な発光装置の作製において、成膜用基板に形成される材料層の膜厚を制御することによって、被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができる。つまり、成膜用基板上に形成された材料層に含まれる成膜材料を全て加熱することにより被成膜基板上に形成される膜が所望の膜厚となるように予め材料層の膜厚が制御されているため、被成膜基板上に成膜する際の膜厚モニタは不要となる。よって、膜厚モニタを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。そのため、生産性の向上を図ることができる。
【０１３２】
また、本実施の形態に記載の成膜方法は、成膜材料層の主成分と、下地層の主成分に同じ物質を用いることから、成膜材料層に成膜材料以外の材料が混入することを防ぐことができる。よって、ＥＬ層のある層に別の層を形成するＥＬ材料が混入することで生じる、発光素子の発光効率や寿命等の性能の低下を抑制できる。従って、本発明の一態様の成膜方法により作製した発光素子を用いることで、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【０１３３】
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１及び実施の形態２に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。
【実施例１】
【０１３４】
本実施例では、本発明の一態様の成膜方法を用いて形成した発光層を有する発光素子の一例について図４を用いて説明する。なお、本実施例で用いた物質の構造式を以下に示す。
【０１３５】
【化１】
【０１３６】
以下に、本実施例で作製した発光素子１及び比較発光素子２の作製方法を示す。
【０１３７】
（発光素子１）
まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１１０１は、発光素子の陽極として機能する電極である。
【０１３８】
次に、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０１３９】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を３０分程度放冷した。
【０１４０】
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形成された基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２（＝ＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１４１】
次に、正孔注入層１１１１上に、ＣｚＰＡを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０１４２】
さらに、本発明の一態様の成膜方法を用いて、正孔輸送層１１１２上にＣｚＰＡと９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）からなる発光層１１１３を形成した。ここで、ＣｚＰＡ及び２ＰＣＡＰＡの重量比は、１：０．０１（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は３０ｎｍとした。
【０１４３】
その後、発光層１１１３上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、続いてＡｌｑ層の上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、Ａｌｑ及びＢＰｈｅｎからなる電子輸送層１１１４を形成した。
【０１４４】
さらに、電子輸送層１１１４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１１１５を形成した。
【０１４５】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。
【０１４６】
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０１４７】
ここで、本発明の一態様の成膜方法を用いた発光層１１１３の作製方法について、具体的に説明する。
【０１４８】
支持基板としてガラス基板を用いた。支持基板上に、吸収層としてチタン膜を膜厚１５０ｎｍで選択的に形成した。そして、吸収層上に保護層として窒化硅素膜を膜厚１００ｎｍで形成した。
【０１４９】
さらに保護層上に湿式法を用いて材料層を形成した。材料層は、成膜材料及び高分子化合物を含む。成膜材料として、２ＰＣＡＰＡ及びＣｚＰＡを用いた。また、高分子化合物として、ガラス転移温度が２８５℃のシクロオレフィンポリマーを用い、これらの材料を溶媒として用いるトルエン中に溶解させた。トルエン、シクロオレフィンポリマー、ＣｚＰＡ及び２ＰＣＡＰＡの比率は、重量比で２５０：５：１：０．１（＝トルエン：シクロオレフィンポリマー：ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。材料層の膜厚は１５０ｎｍとした。
【０１５０】
材料層を成膜後、材料層中に残ったトルエンを除去するために、真空雰囲気下で加熱処理を行った。具体的には、真空度１Ｐａ、１６０℃で１時間、加熱した。
【０１５１】
次に、支持基板において、吸収層及び材料層が形成された面に対向する位置に、被成膜基板を配置した。被成膜基板は基板１１００の最表面に発光素子１の正孔輸送層１１１２が形成されている面側を支持基板に向けて配置した。このとき、材料層の表面と正孔輸送層１１１２の表面との距離ｄは１００μｍとして配置した。また、光照射による成膜は、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。従って、成膜室内を真空度５×１０−３Ｐａ以下に保った。そして、支持基板の裏面、すなわち材料層が形成された支持基板の他方の面側からハロゲンランプを９秒間照射することにより、材料層を加熱し、ガラス基板１１００の正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。
【０１５２】
（比較発光素子２）
正孔注入層１１１１及び正孔輸送層１１１２以外は、発光素子１と同様に作製した。具体的には、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。また、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０１５３】
以上により得られた発光素子１及び比較発光素子２の素子構造を表１に示す。
【０１５４】
【表１】
【０１５５】
発光素子１及び比較発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１５６】
発光素子１及び比較発光素子２の電圧−輝度特性を図５に示す。図５において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、輝度−電流効率特性を図６に示す。図６において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表している。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図７に示す。図７において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。また、各発光素子における輝度７５０ｃｄ／ｃｍ２付近のときの電圧（Ｖ）、電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）を表２に示す。
【０１５７】
【表２】
【０１５８】
図７及び表２のＣＩＥ色度座標からわかるように、作製した発光素子１及び比較発光素子２からは、２ＰＣＡＰＡに由来する発光が得られたことがわかった。また、図５からわかるように、発光素子１は比較発光素子２に比べ低電圧下で高い輝度が得られている。
【０１５９】
次に、発光素子１及び比較発光素子２の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図８に示す。図８において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度が一定の条件で本実施例の発光素子１及び比較発光素子２を駆動した。図８から、発光素子１の１３００時間後の輝度は初期輝度の６４％を保ち、比較発光素子２の４３０時間後の輝度は初期輝度の５０％を保っていた。発光素子１は、比較発光素子２よりも高い信頼性を示すことが明らかとなった。
【０１６０】
本実施例の発光層１１１３の作製方法において、加熱処理の際、材料層と正孔輸送層１１１２の間隔は狭いため、正孔輸送層１１１２上に形成された発光層１１１３中で、発光層１１１３の材料である成膜材料と正孔輸送層１１１２の材料が混ざってしまうことがある。本実施例の比較発光素子２は、正孔輸送層１１１２にＮＰＢ、成膜材料にＣｚＰＡ及び２ＰＣＡＰＡを用いている。そのため、加熱処理の際、発光層１１１３にＮＰＢが混入し、素子の寿命が低下している。一方、発光素子１は、正孔輸送層１１１２と成膜材料の主成分にＣｚＰＡを用いているため、発光層１１１３に成膜材料以外の材料が混入することを抑制でき、素子の長寿命化につながった。
【符号の説明】
【０１６１】
１０１ 第１の基板
１０３ 吸収層
１０５ 材料層
１０７ 第２の基板
１０９ 下地層
１１１ 成膜材料層
３０１ 第１の基板
３０２ 反射層
３０３ 吸収層
３０４ 断熱層
３０５ 材料層
３０６ 保護層
３０７ 第２の基板
３０８ 開口部
３０９ 第１の電極層
３１０ 光
３１１ 下地層
３１２ 絶縁物
３１３ 成膜材料層
４０１ 反射層
４０２ 開口部
４１１ 発光層（Ｒ）
４１２ 発光層（Ｇ）
４１３ 発光層（Ｂ）
４１４ 絶縁物
１１００ 基板
１１０１ 第１の電極
１１０３ 第２の電極
１１１１ 正孔注入層
１１１２ 正孔輸送層
１１１３ 発光層
１１１４ 電子輸送層
１１１５ 電子注入層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に膜を形成する成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬと記す）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層（以下、ＥＬ層と記す）を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
【０００３】
発光素子を構成するＥＬ層は、少なくとも発光層を有する。また、ＥＬ層は、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを有する積層構造とすることもできる。
【０００４】
また、ＥＬ層を形成するＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別される。一般に、低分子系材料は蒸着法を用いて成膜され、高分子系材料はインクジェット法やスピンコート法などを用いて成膜されることが多い。
【０００５】
蒸着法の場合に用いられる蒸着装置は、基板を設置する基板ホルダと、蒸着材料（ここでは、ＥＬ材料）を封入したルツボ（または蒸着ボート）と、ルツボ内のＥＬ材料を加熱するヒータと、昇華するＥＬ材料の拡散を防止するシャッターとを有しており、ヒータにより加熱されたＥＬ材料が昇華し、基板に成膜される構成となっている。
【０００６】
しかし、実際には均一に膜を成膜するために、被成膜基板を回転させることや、基板とルツボとの間の距離を一定以上離すことが必要となる。また、複数のＥＬ材料を用いてメタルマスクなどのシャドーマスクを介した塗り分けを行う場合には、画素間の間隔を広く設計し、画素間に設けられる絶縁物からなる隔壁の幅を広くすることが必要となる。このため、発光素子を含む発光装置の高精細化（画素数の増大）及び小型化に伴う各表示画素ピッチの微細化が大きな課題となっている。また、同時に生産性の向上や低コスト化を図ることが要求されている。
【０００７】
これに対して、熱転写により、発光素子のＥＬ層を形成する方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、蒸着材料とバインダ材料の混合物で構成される材料層を有する蒸着源基板について記載されている。このような蒸着源基板を加熱処理することにより、蒸着材料層を被成膜基板に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２９１３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の熱転写のように、蒸着源基板を加熱処理することにより、蒸着材料を被成膜基板に形成する方法において、蒸着材料を高レートで成膜させるためには、蒸着源基板と被成膜基板の間の距離を非常に小さくする必要がある。よって、加熱処理の際に、被成膜基板上の下地層は急激に温度が上昇し、下地層上に成膜した蒸着材料層中で、蒸着材料と下地層の材料が混ざってしまうことがある。
【００１０】
前述の通り、ＥＬ層を、発光層や正孔注入層など、それぞれ異なる機能を有する層の積層構造とすることができるが、この積層構造において、ある層に別の層を形成するＥＬ材料が混入すると、発光素子の発光効率や寿命等の性能が低下することがある。
【００１１】
そこで本発明の一態様は、成膜する層に成膜材料以外の材料が混入することを抑制し、発光素子の性能低下を防ぐ、成膜方法の提供を課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、一方の面上に少なくとも吸収層及び材料層が形成され、該一方の面の最表面に該材料層を有する成膜用基板と、被成膜面の最表面に下地層を有する被成膜基板を用い、成膜用基板の他方の面側から加熱処理をすることにより、吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層に含まれる成膜材料で被成膜基板の下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、下地層の主成分と成膜材料層の主成分に同じ物質を用いる成膜方法により、解決することができる。
【００１３】
本発明の一態様は、基板の一方の面上に形成された吸収層と、吸収層上に形成され、基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層に含まれる成膜材料で、下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、成膜材料層の主成分と下地層の主成分に同じ物質を用いる成膜方法である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、基板の一方の面上に形成された吸収層と、吸収層上に形成され、基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層に含まれる成膜材料で、下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、下地層を、成膜材料層に用いる物質で形成する成膜方法である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、上記構成において、吸収層が、島状またはストライプ状に形成されている成膜方法である。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記構成において、材料層が、島状またはストライプ状に形成されている成膜方法である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、上記構成において、第１の基板と吸収層との間に、開口部を有する反射層が形成されている成膜方法である。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記構成において、反射層と吸収層との間に、反射層の開口部と重なる位置に開口部を有する断熱層を形成する成膜方法である。
【００１９】
また、本発明の一態様は、上記構成において、吸収層と材料層との間に、保護層が形成されている成膜方法である。
【００２０】
また、本発明の一態様は、上記構成において、材料層が、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、印刷法、液滴吐出法、スプレー法、滴下法、インクジェット法、ノズルプリンティング法又はディスペンス法により吸収層上に形成される成膜方法である。
【００２１】
また、本発明の一態様は、上記構成において、加熱処理として、光源を用いて第１の基板の他方の面側から光を照射し、吸収層が光を吸収することで加熱される方式を用いる成膜方法である。
【００２２】
また、本発明の一態様は、上記構成において、光源としてレーザ発振装置、フラッシュランプ又はハロゲンランプを用いる成膜方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様は、成膜する層に成膜材料以外の材料が混入することを抑制し、発光素子の性能低下を防ぐ成膜方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一態様の成膜方法について説明する図。
【図２】本発明の一態様の成膜方法について説明する図。
【図３】本発明の一態様の成膜方法について説明する図。
【図４】実施例の発光素子を説明する図。
【図５】発光素子１及び比較発光素子２の電圧−輝度特性を示す図。
【図６】発光素子１及び比較発光素子２の輝度−電流効率特性を示す図。
【図７】発光素子１及び比較発光素子２の発光スペクトルを示す図。
【図８】発光素子１及び比較発光素子２の信頼性試験の結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法について説明する。本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法を利用して、発光素子のＥＬ層を形成する場合について図１を用いて説明する。本実施の形態において、発光素子のＥＬ層は、正孔輸送層と発光層を有しており、本発明の一態様の成膜方法を用いて、正孔輸送層上に発光層を形成する場合について説明する。また、本実施の形態は、光源を用いて加熱処理を行う場合について説明する。図１（Ａ１）は本発明の一態様の成膜方法で用いる成膜用基板を示す斜視図であり、図１（Ａ２）は本発明の一態様の成膜方法で用いる被成膜基板を示す斜視図であり、図１（Ｂ）（Ｃ）は本発明の一態様の成膜方法についての概念を示す斜視図である。
【００２７】
図１（Ａ１）において、支持基板である第１の基板１０１の一方の面上に吸収層１０３が形成されている。また、吸収層１０３上に、成膜材料を含む材料層１０５が形成されている。図１（Ａ２）において、第２の基板１０７の一方の面上に下地層１０９が形成されている。
【００２８】
図１（Ａ１）に示した成膜用基板の作製方法について説明する。
【００２９】
はじめに、第１の基板１０１の一方の面上に吸収層１０３を形成する。第１の基板１０１は、吸収層、材料層などの支持基板であり、発光層を被成膜基板に成膜するために照射する光を透過する基板である。よって、第１の基板１０１は光の透過率が高い基板であることが好ましい。具体的には、発光層を成膜するためにランプ光やレーザ光を用いる場合、第１の基板１０１として、それらの光を透過する基板を用いることが好ましい。第１の基板１０１としては、例えば、ガラス基板、石英基板、無機材料を含むプラスチック基板などを用いることができる。
【００３０】
吸収層１０３は、材料層１０５を加熱するために照射する光を吸収して、熱へと変換する層である。吸収層１０３は、照射される光に対して７０％以下の低い反射率を有し、高い吸収率を有する材料で形成されていることが好ましい。また、吸収層１０３は、それ自体が熱によって変化しないように、耐熱性に優れた材料で形成されていることが好ましい。吸収層１０３に用いることができる材料としては、例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン、窒化タングステン、窒化クロム、窒化マンガンなどの金属窒化物や、モリブデン、チタン、タングステン、カーボンなどを用いることが好ましい。
【００３１】
吸収層１０３は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法で、モリブデン、タンタル、チタン、タングステンなどのターゲット、またはこれらの合金を用いたターゲットを用い、吸収層１０３を形成することができる。また、吸収層１０３は一層に限らず複数の層により構成されていても良い。
【００３２】
吸収層１０３の膜厚は、照射される光が透過しない膜厚であることが好ましい。材料によって異なるが、１００ｎｍ以上２μｍ以下の膜厚であることが好ましい。特に、吸収層１０３の膜厚を１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下とすることで、照射される光を効率良く吸収して発熱させることができる。
【００３３】
なお、吸収層１０３は、材料層１０５に含まれる成膜材料が昇華温度まで加熱されるのであれば、照射する光の一部が透過しても良い。ただし、照射する光の一部が透過する場合には、光が照射しても分解しない材料を、材料層１０５に用いることが好ましい。
【００３４】
次に、吸収層１０３上に、少なくとも成膜材料を含む材料層１０５を形成する。材料層１０５は、第２の基板１０７に形成された下地層１０９上に成膜する成膜材料を含んで形成される層である。また、材料層１０５に含まれる成膜材料の主成分となる物質には、下地層１０９の主成分と同じ物質を用いる。
【００３５】
材料層１０５は、１種の成膜材料を用いても良いし、２種以上の成膜材料を用いても良い。また、材料層１０５は、単層でも良いし、複数の層が積層されていても良い。
【００３６】
材料層１０５は、種々の方法により形成される。例えば、湿式法であるスピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、ノズルプリンティング法又は印刷法等を用いることができる。また、乾式法である真空蒸着法、スパッタリング法等を用いることができる。
【００３７】
湿式法を用いて材料層１０５を形成する場合には、所望の成膜材料を溶媒に溶解あるいは分散させ、溶液あるいは分散液を調整すれば良い。溶媒は、成膜材料を溶解あるいは分散させることができ、且つ成膜材料と反応しないものであれば特に限定されない。例えば、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、或いはクロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ｎ−プロピルメチルケトン、或いはシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ベンゼン、トルエン、或いはキシレンなどの芳香族系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、或いは炭酸ジエチルなどのエステル系溶媒、テトラヒドロフラン、或いはジオキサンなどのエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド、或いはジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド、ヘキサン、又は水等を用いることができる。また、これら溶媒の複数種を混合して用いても良い。湿式法を用いることにより、材料の利用効率を高めることができ、製造コストを低減させることができる。
【００３８】
本実施の形態では、被成膜基板に形成された発光素子の正孔輸送層上に発光層を形成するため、材料層１０５に含まれる成膜材料として、発光物質及び発光物質を分散する有機化合物を用いる。
【００３９】
発光物質としては、例えば蛍光を発光する蛍光性化合物や、燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
【００４０】
発光物質としては、以下に示す燐光性化合物を用いることができる。例えば、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス［２−（３’，５’−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））などが挙げられる。
【００４１】
また、発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物を用いることができる。例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。
【００４２】
発光物質を分散する有機化合物としては、発光物質が蛍光性化合物の場合には、蛍光性化合物よりも一重項励起エネルギー（基底状態と一重項励起状態とのエネルギー差）が大きい物質を用いることが好ましい。また、発光物質が燐光性化合物の場合には、燐光性化合物よりも三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）が大きい物質を用いることが好ましい。
【００４３】
発光物質を分散する有機化合物としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、２ＰＣＡＰＡ、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。
【００４４】
なお、材料層１０５に含まれる成膜材料として、発光物質を分散させる有機化合物を２種類以上用いても良いし、有機化合物に分散される発光物質を２種類以上用いても良い。また、２種類以上の発光物質を分散させる有機化合物と２種類以上の発光物質を用いても良い。
【００４５】
本実施の形態では、材料層１０５に含む成膜材料として、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、及び９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）を用いる。
【００４６】
また、材料層１０５は、成膜材料の他に、高分子化合物を含んでいても良い。材料層１０５に含まれる高分子化合物としては、シクロオレフィンポリマーが好ましい。シクロオレフィンポリマーは溶媒に溶けやすいため、被成膜基板に成膜した後、成膜用基板上に残った成膜材料を含むシクロオレフィンポリマーを溶媒に再溶解することで、成膜用基板を再利用することが可能である。したがって、材料の消費量及びコストを抑えることができる。また、高分子化合物として、オレフィン、ビニル、アクリル又はポリイミド（ＰＩ）等を用いてもよいし、高分子材料のＥＬ材料を用いても良い。高分子材料のＥＬ材料としては、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）やポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）が挙げられる。また、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やシロキサンのような架橋型ポリマーを用いても良い。
【００４７】
また、材料層１０５に複数の成膜材料（例えば、第１の成膜材料と第２の成膜材料）を用いる場合、材料層１０５に用いる高分子化合物としては、ガラス転移温度が下記数式（１）を満たす高分子化合物が好ましい。さらに好ましくは、ガラス転移温度が下記数式（２）を満たす高分子化合物を用いる。なお、下記数式（１）（２）において、第１の成膜材料及び第２の成膜材料の昇華温度は同じ真空度（例えば真空度１０−３Ｐａ）で測定することとする。
【００４８】
【数１】
（式（１）（２）中、Ｓは高分子化合物のガラス転移温度（℃）を示し、Ｔａは、第１の成膜材料又は第２の成膜材料の昇華温度（℃）のうち高い温度（℃）を示す）
【００４９】
高分子化合物のガラス転移温度が上記数式（１）、好ましくは上記数式（２）を満たす範囲であれば、第１の成膜材料又は第２の成膜材料の昇華温度のうち低い温度に達しても、昇華温度に達した成膜材料は材料層から転写されにくい。これは、高分子化合物によって、第１の成膜材料及び第２の成膜材料が材料層中で移動することを抑制されるためである。そして、第１の成膜材料又は第２の成膜材料の昇華温度のうち高い温度を超えると、第１の成膜材料及び第２の成膜材料は材料層中を移動することが容易となり、被成膜基板上に転写される。よって、第１の成膜材料の転写と第２の成膜材料の転写に時間差が生じにくくなり、被成膜基板上に濃度勾配の少ない発光層を形成することができる。
【００５０】
しかし、高分子化合物のガラス転移温度が上記数式（１）の範囲より低いと、第１の成膜材料及び第２の成膜材料は材料層中で移動することを抑制されにくいため、第１の成膜材料又は第２の成膜材料の昇華温度のうち低い温度に達すると、昇華温度の低い成膜材料が先に転写され、その後、昇華温度の高い成膜材料が転写される。また、高分子化合物のガラス転移温度が上記数式（１）の範囲より高いと、第１の成膜材料及び第２の成膜材料の昇華温度のうち高い温度を越えた後も、第１の成膜材料及び第２の成膜材料は材料層中で移動することを抑制され、転写が容易に行われなくなる。
【００５１】
よって、高分子化合物としては、ガラス転移温度が上記数式（１）、好ましくは上記数式（２）を満たす高分子化合物を用いることが好ましい。なお、本実施の形態において、転写とは、材料層に含まれる第１の成膜材料又は第２の成膜材料が、被成膜基板上に移されることを示す。
【００５２】
なお、高分子化合物としてガラス転移温度が２００℃の材料を用い、第１の成膜材料および第２の成膜材料として、昇華温度が２１０℃の材料および昇華温度が２６０℃の材料を用いた場合には、良好な転写が実現された。一方で、高分子化合物としてガラス転移温度が２００℃の材料を用い、第１の成膜材料および第２の成膜材料として、昇華温度が２１０℃の材料および昇華温度が３０２℃の材料を用いた場合には、良好な転写は実現されなかった。このことは、上記式（１）、（２）に合致する条件において、好適なＥＬ層が実現されることを示すものである。
【００５３】
高分子化合物は粘度の調整が容易であるため、用途に応じて高分子化合物の溶液の粘度を自由に調整できる。例えば、液滴吐出法により材料層１０５が形成される場合、高分子化合物の溶液の粘度を高めることで、被成膜面上に高分子化合物が拡がらず、微細なパターンを形成することができる。
【００５４】
高分子化合物の溶液の粘度の調整は、高分子化合物の分子量を調整する、又は高分子化合物と溶媒の比率を変えることで実現することができる。一般に、高分子化合物の比率が高くなると、溶液の粘度が高くなる。
【００５５】
なお、後の工程で下地層１０９上に形成される成膜材料層の膜厚は、第１の基板１０１上に形成された材料層１０５に依存する。そのため、材料層１０５の膜厚を制御することにより、下地層１０９上に形成される成膜材料層の膜厚を容易に制御することができる。なお、成膜材料層の膜厚および均一性が保たれるのであれば、材料層１０５は必ずしも均一の層である必要はない。例えば、微細な島状に形成されていてもよいし、凹凸を有する層状に形成されていてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では吸収層１０３及び材料層１０５が第１の基板１０１の全面に形成された場合について説明したが、吸収層１０３及び材料層１０５は選択的に形成されても良い。
【００５７】
なお、本実施の形態では、成膜材料を含む材料層が形成された、被成膜基板と同程度の面積を有する支持基板を用いているが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、被成膜基板と同程度の面積を有する支持基板でなくとも良い。
【００５８】
なお、成膜用基板は、吸収層１０３が形成された面の最表面に材料層１０５が形成されていれば良く、第１の基板１０１と吸収層１０３の間や、吸収層１０３と材料層１０５の間に他の層が設けられていても良い。
【００５９】
次に、図１（Ａ２）に示した被成膜基板の作製方法について説明する。
【００６０】
第２の基板１０７は、加熱処理により所望の層が成膜される被成膜基板である。第２の基板１０７は、必要な耐熱性を有していて表面に絶縁性を有する基板であれば特定のものに限定されない。例えば、ガラス基板、石英基板、絶縁膜を形成したステンレス基板等が挙げられる。また、加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板を用いても良い。
【００６１】
なお、図１には示していないが、ここでは本発明の一態様の成膜方法を用いて発光素子を形成する場合について説明するため、第２の基板１０７上には、発光素子の一方の電極となる第１の電極層を有している。第１の電極層の端部は、絶縁物で覆われていることが好ましい。本実施の形態において、第１の電極層は、発光素子の陽極あるいは陰極となる電極を示している。
【００６２】
そして、第１の電極層上に、下地層１０９が形成されている。下地層１０９の主成分は、成膜用基板の材料層１０５に含まれる成膜材料の主成分と同じ物質を用いる。特に、下地層１０９は、材料層１０５に含まれる成膜材料を用いて形成することが好ましい。
【００６３】
本実施の形態では、下地層１０９として正孔輸送層を形成する。正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層であり、正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いても良い。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしても良い。
【００６４】
本実施の形態では、下地層１０９に、正孔輸送性の高い材料として、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）を用いる。
【００６５】
本実施の形態では、下地層１０９が正孔輸送層である場合を説明するが、本発明はこれに限られない。また、本実施の形態において、被成膜基板は、被成膜面の最表面に下地層１０９を有していれば良く、第１の電極層と下地層１０９の間に、他の層が形成されていても良い。
【００６６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、第１の基板１０１において、吸収層１０３及び材料層１０５が形成された面に対向する位置に、第２の基板１０７の下地層１０９が形成された面を配置する。
【００６７】
材料層１０５の表面と下地層１０９の表面は、距離ｄだけの間隔をとって配置される。ここで、距離ｄは、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下、好ましくは０ｍｍより大きく０．０５ｍｍ以下、さらに好ましくは０ｍｍより大きく０．０３ｍｍ以下とする。距離ｄを上記の範囲程度まで小さくすることで、成膜材料の利用効率を向上させることができる。本実施の形態では、材料の利用効率を向上させるために、成膜用基板と被成膜基板の間隔を狭くしている（距離ｄが小さくなるように配置している）が、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
【００６８】
また、本実施の形態では被成膜基板が一である場合について説明したが、成膜用基板に対向するように複数の被成膜基板を並べて配置しても良い。この場合には複数の被成膜基板と成膜用基板の面積を同じ程度にする。成膜用基板に対して複数の被成膜基板を設けることで、複数の被成膜基板を同時に処理することができる。
【００６９】
材料層１０５の表面と、下地層１０９の表面は互いに平行となるように配置することが好ましい。
【００７０】
第１の基板１０１と第２の基板１０７は各々の表面が対向していればよく、これらの基板の水平面に対する角度は特に限定されない。即ち、本発明の一態様に用いる成膜装置はフェイスダウン方式でも良いし、フェイスアップ方式でも良いし、基板縦置き方式でも良い。
【００７１】
そして、図１（Ｃ）に示すように、第１の基板１０１の裏面、すなわち一方の面に材料層１０５が形成された第１の基板１０１の他方の面側から加熱処理をすることにより、吸収層１０３にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層１０５中の成膜材料が、被成膜基板に成膜される。加熱処理は、第１の基板１０１の全面を加熱するように行う。加熱処理により、下地層１０９上に発光素子の発光層である成膜材料層１１１が形成される。
【００７２】
ここで、材料層１０５と下地層１０９の間隔は狭いため、加熱処理の際に、下地層１０９は急激に温度が上昇し、下地層１０９に接して形成された成膜材料層１１１中で、成膜材料と下地層の材料が混ざってしまうことがある。しかし、本実施の形態では、材料層１０５に含まれる成膜材料の主成分と下地層１０９の材料にＣｚＰＡを用いている。このように、材料層１０５に含まれる成膜材料の主成分に、下地層１０９の主成分と同じ物質を用いる（好ましくは、下地層１０９を、成膜材料に用いる物質で形成する）ことで、成膜材料層１１１に、成膜材料以外の材料が混入することを抑制できる。
【００７３】
本実施の形態において、加熱処理の温度は、成膜材料の昇華温度を超えて、成膜材料の昇華温度より５０℃を超えない範囲で高く設定することが好ましい。また、第１の基板と第２の基板との距離、又は被成膜基板である第２の基板の材質と厚さによっては、熱源の輻射熱の影響を緩和するために、上記の温度範囲内で低めに設定しても良い。なお、ここで加熱処理の温度は第１の基板表面において計測したものである。
【００７４】
また、複数の成膜材料を用いる場合、複数の成膜材料の昇華温度のうち、最も高い昇華温度以上の温度となるよう、加熱処理を行うことが好ましい。この場合、昇華温度が最も高い成膜材料の昇華温度を超えて５０℃までの温度範囲内で高めの温度に設定することが好ましいが、昇華温度が低い物質の分解温度、被成膜基板との距離、被成膜基板の材質及び厚さを考慮して、上記温度範囲内で低めの温度（ただし、昇華温度が最も高い物質の昇華温度以上とする）に設定しても良い。
【００７５】
加熱処理は、ランプやレーザ発振装置により第１の基板１０１に光を照射する方法により行うことが好ましい。ランプやレーザ発振装置は、第１の基板１０１の裏面に光を照射できるように設置すれば良い。
【００７６】
ランプとしては、フラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ、クリプトンフラッシュランプ等）、キセノンランプ、メタルハライドランプに代表される放電灯、ハロゲンランプ、タングステンランプに代表される発熱灯を用いることができる。フラッシュランプは短時間（０．１ミリ秒以上１０ミリ秒以下）で非常に強度の高い光を繰り返し、大面積に照射することができるため、第１の基板１０１の面積にかかわらず、効率よく均一に加熱することができる。また、発光させる時間の間隔を変えることによって第１の基板１０１の加熱の制御もできる。また、フラッシュランプは、発光待機時の消費電力が低く、長寿命であるため、ランニングコストを低く抑えることができる。
【００７７】
また、ランプ以外の光源としては、レーザ発振装置を用いても良い。レーザ光としては、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。また、レーザ媒体が固体である固体レーザを用いると、メンテナンスフリーの状態を長く保てるという利点や、出力が比較的に安定している利点を有している。
【００７８】
また、光照射による成膜は、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。従って、成膜室内を５×１０−３Ｐａ以下、好ましくは１０−４Ｐａ以下の雰囲気とすることが好ましい。なお、本実施の形態では、光源を用いて加熱処理を行ったが、ヒータなどの熱源を用いて加熱処理を行っても良い。
【００７９】
以上のように、本実施の形態に記載の成膜方法は、成膜材料層の主成分と、下地層の主成分に同じ物質を用いることから、成膜材料層に成膜材料以外の材料が混入することを防ぐことができる。よって、本発明の一態様の成膜方法を用いて作製する発光素子において、ＥＬ層のある層に別の層を形成するＥＬ材料が混入することで生じる、発光素子の発光効率や寿命等の性能の低下を抑制できる。
【００８０】
なお、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００８１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法について説明する。なお、本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法を利用して、発光素子のＥＬ層を形成する場合について図２を用いて説明する。本実施の形態において、発光素子のＥＬ層は、正孔輸送層と発光層からなり、本発明の一態様の成膜方法を用いて、正孔輸送層上に発光層を形成する場合について説明する。なお、本実施の形態に示す成膜方法において、特に記載がない場合には、上記実施の形態と同様の材料及び作製方法によって行うものとする。
【００８２】
図２には、第１の基板に反射層、断熱層及び保護層を形成する場合の一例を示している。図２（Ａ）において、支持基板である第１の基板３０１の一方の面上に反射層３０２が選択的に形成されている。なお、反射層３０２は開口部３０８を有している。また、反射層３０２上に断熱層３０４が形成されている。なお、断熱層３０４は反射層３０２の有する開口部と重なる位置に開口部３０８が形成されている。また、反射層３０２及び断熱層３０４が形成された第１の基板３０１上に開口部を覆う吸収層３０３が形成されている。また、吸収層３０３上に、保護層３０６が形成されている。また、保護層３０６上に成膜材料を含む材料層３０５が形成されている。
【００８３】
なお、本明細書において、「重なる」とは、成膜用基板を構成する要素（例えば、反射層や吸収層等）同士が直接接して重なり合う場合だけでなく、間に別の層を介して重なり合う場合も含むものとする。
【００８４】
図２（Ａ）に示した成膜用基板の作製方法について以下に説明する。
【００８５】
はじめに、第１の基板３０１の一方の面上に反射層３０２を選択的に形成する。反射層３０２は、第１の基板３０１に照射する光を反射して、反射層３０２と重なる領域に形成された材料層３０５に、熱を与えないように遮断する層である。よって、反射層３０２は、照射する光に対して高い反射率を有する材料で形成されていることが好ましい。具体的には、反射層３０２は、照射される光に対して、反射率が８５％以上、さらに好ましくは、反射率が９０％以上の高い反射率を有する材料で形成されていることが好ましい。
【００８６】
反射層３０２に用いることができる材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、白金、銅、アルミニウムを含む合金（例えば、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金、アルミニウム−チタン合金）、または銀を含む合金（銀−ネオジム合金）などを用いることができる。
【００８７】
なお、反射層３０２は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法などにより形成することができる。また、反射層３０２の膜厚は、材料により異なるが、１００ｎｍ以上とすることが好ましい。１００ｎｍ以上の膜厚とすることにより、照射した光が反射層３０２を透過することを抑制することができる。
【００８８】
なお、第１の基板３０１に照射する光の波長により、反射層３０２に好適な材料の種類は変化する。また、反射層は一層に限らず複数の層により構成されていても良い。また、反射層を設けず第１の基板３０１上に直接吸収層３０３を形成しても良い。
【００８９】
なお、反射層３０２と吸収層３０３の反射率は差が大きいほど好ましい。具体的には、照射する光の波長に対して、反射率の差が２５％以上、より好ましくは３０％以上であることが好ましい。
【００９０】
また、反射層３０２に開口部を形成する際には種々な方法を用いることができるが、ドライエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングを用いることにより、開口部の側壁が鋭くなり、微細なパターンを成膜することができる。
【００９１】
次に反射層３０２上に断熱層３０４を選択的に形成する。断熱層３０４は、反射層３０２と重なる領域に位置する材料層３０５が加熱され昇華するのを抑制するための層である。断熱層３０４としては、例えば、酸化チタン、酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化ジルコニウム、炭化チタン等を好ましく用いることができる。ただし断熱層３０４は、反射層３０２及び吸収層３０３に用いる材料よりも熱伝導率の低い材料を用いる。なお、本明細書において、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い物質であり、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い物質である。
【００９２】
断熱層３０４は、様々な方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、またはＣＶＤ法などにより形成することができる。また、断熱層の膜厚は、材料により異なるが、１０ｎｍ以上２μｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下とすることができる。断熱層３０４を１０ｎｍ以上２μｍ以下の膜厚とすることにより、反射層３０２が加熱された場合でも、反射層３０２の上に位置する材料層に熱が伝導するのを遮断する効果を有する。
【００９３】
また、断熱層３０４は、反射層３０２の開口部と重なる領域に開口部が形成されている。断熱層３０４のパターンを形成する際には、種々の方法を用いることができるが、ドライエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングを用いることにより、パターン形成された断熱層３０４の側壁が鋭くなり、微細なパターンを成膜することができる。
【００９４】
なお、断熱層３０４と、反射層３０２のパターン形成を一度のエッチング工程によって行うと、断熱層３０４と反射層３０２に設けられる開口部の側壁をそろえることができ、より微細なパターンを成膜することができるため好ましい。
【００９５】
また、本実施の形態において、断熱層３０４は反射層３０２と重なる位置のみに形成されているが、反射層３０２及び反射層３０２の開口部を覆って断熱層３０４を形成しても良い。この場合、断熱層３０４は可視光に対する透光性を有する必要がある。
【００９６】
次に、断熱層３０４上に吸収層３０３を形成する。吸収層３０３は、実施の形態１で示した吸収層１０３と同様の材料を用いることができる。なお、吸収層３０３は選択的に形成しても良い。例えば、吸収層３０３を第１の基板３０１の全面に形成した後に、吸収層３０３をパターン形成して、反射層３０２及び断熱層３０４の開口部を覆うように島状にパターン形成する。この場合、全面に吸収層を形成する場合に比べ、吸収層内を面方向に熱が伝導することを防止できるため、より微細なＥＬ層のパターン形成が可能となり、高性能な発光装置を実現することができる。
【００９７】
次に、吸収層３０３上に保護層３０６を形成する。保護層３０６は、吸収層３０３に用いる物質が昇華し、被成膜基板上に形成するＥＬ層に不純物として混入することを防ぐために形成する。また、保護層３０６は、吸収層３０３の酸化や変質、熱による変形を防止する。保護層３０６を形成することによって、吸収層３０３の劣化を防ぐことができるため、成膜用基板をより多く繰り返し利用することが可能である。したがって、材料の消費量及びコストを抑えることができる。保護層３０６としては、例えば、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化チタン、酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化ジルコニウム、窒化チタン、炭化チタン、または酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等により構成されている。保護層３０６の厚みは、吸収層３０３を良好に保護することができる程度であることが好ましく、例えば１００ｎｍ程度とすることができる。なお、保護層３０６は設けなくても良い。また、保護層３０６は吸収層３０３と重なる部分に選択的に形成しても良い。
【００９８】
次に、保護層３０６上に、材料層３０５を形成する。材料層３０５は、少なくとも成膜材料を含む。材料層３０５に含まれる成膜材料は、実施の形態１で示した構成を適用することができる。また、材料層３０５は選択的に形成しても良い。また、材料層３０５に含まれる成膜材料の主成分となる物質は、被成膜基板上の下地層３１１の主成分と同じ物質を用いる。
【００９９】
本実施の形態では、材料層３０５に含む成膜材料として、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、及び９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）を用いる。
【０１００】
次に、図２（Ａ）に示した成膜用基板を用いた成膜方法について、図２（Ｂ）及び（Ｃ）を用いて説明する。はじめに、図２（Ｂ）に示すように、第１の基板３０１において、材料層３０５等が形成された面に対向する位置に、第２の基板３０７の下地層３１１が形成された面を配置する。
【０１０１】
なお、ここでは本発明の一態様の成膜方法を用いて発光素子のＥＬ層を形成する場合について説明するため、第２の基板３０７上には、発光素子の一方の電極となる第１の電極層３０９を有している。第１の電極層３０９の端部は、絶縁物３１２で覆われていることが好ましい。本実施の形態において、第１の電極層は、発光素子の陽極あるいは陰極となる電極を示している。
【０１０２】
そして、第１の電極層３０９上に下地層３１１が形成されている。下地層３１１の主成分は、成膜用基板上の材料層３０５に含まれる成膜材料の主成分と同じ物質を用いる。特に、下地層３１１は、材料層３０５に含まれる成膜材料を用いて形成することが好ましい。
【０１０３】
本実施の形態では、正孔輸送層を形成するため、下地層３１１に、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）を用いる。
【０１０４】
本実施の形態では、下地層３１１が正孔輸送層である場合を説明するが、本発明はこれに限られない。また、本実施の形態において、被成膜基板は、被成膜面の最表面に下地層３１１を有していれば良く、第１の電極層３０９と下地層３１１の間に、他の層が形成されていても良い。
【０１０５】
材料層３０５の表面と下地層３１１の表面は、距離ｄだけの間隔をとって配置される。ここで、距離ｄは、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下、好ましくは０ｍｍより大きく０．０５ｍｍ以下、さらに好ましくは０ｍｍより大きく０．０３ｍｍ以下とする。
【０１０６】
そして、図２（Ｃ）のように、第１の基板３０１の裏面、すなわち一方の面に材料層３０５が形成された第１の基板３０１の他方の面側から加熱処理することにより、吸収層３０３にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された材料層３０５中の成膜材料が、第２の基板３０７上に成膜される。これにより、第２の基板３０７上に、発光素子の発光層である成膜材料層３１３が選択的に形成される。
【０１０７】
ここで、材料層３０５の表面と下地層３１１の間隔は狭いため、加熱処理の際に、下地層３１１は急激に温度が上昇し、下地層３１１上に形成された成膜材料層３１３中で、成膜材料と下地層の材料が混ざってしまうことがある。しかし、本実施の形態では、材料層３０５に含まれる成膜材料の主成分と下地層３１１の材料にＣｚＰＡを用いている。このように、材料層３０５に含まれる成膜材料の主成分に、下地層３１１の主成分と同じ物質を用いる（好ましくは、下地層３１１を、成膜材料に用いる物質で形成する）ことで、成膜材料層３１３に、成膜材料以外の材料が混入することを抑制できる。
【０１０８】
本実施の形態において、例えばランプを光源として用いた場合、第１の基板３０１の裏面から照射された光３１０は、反射層３０２が形成された領域においては反射し、反射層３０２に設けられた開口部３０８においては透過して、開口部と重なる領域の吸収層３０３において吸収される。吸収された光が熱エネルギーへと変換されることで、当該領域の吸収層３０３と接する材料層３０５が加熱され、成膜材料が被成膜基板上に成膜される。
【０１０９】
なお、第１の基板３０１に光３１０を照射した際に、吸収層３０３で発生した熱が面方向に伝導して吸収層に接する反射層３０２が加熱されることがある。また、反射率が８５％以上の材料を用いて反射層３０２を形成したとしても、照射する光の熱量によっては、ある程度の熱の吸収がある。しかしながら、本実施の形態の成膜用基板は、反射層３０２と材料層３０５との間に、熱伝導率の低い材料によって形成された断熱層３０４が設けられているため、反射層３０２が加熱された場合であっても、断熱層３０４において、材料層３０５への熱の伝導を遮断することができる。これによって、選択的に、開口部３０８と重なる領域の材料層３０５に含まれる成膜材料を、被成膜基板上に成膜し、成膜材料層３１３として、所望のパターンの発光層を形成することができる。
【０１１０】
本実施の形態においては、第１の基板上に形成された材料層のうち、吸収層に接する領域を選択的に加熱するため、材料層全面を加熱する場合と比較して、光を照射する時間は比較的短くて良い。例えば、ハロゲンランプを光源として用いた場合、５００℃〜８００℃を７〜１５秒間程度保持することで、材料層３０５のうち、開口部３０８と重なる領域を加熱して成膜材料を被成膜基板へと成膜することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、被成膜基板である第２の基板が、支持基板である第１の基板の下方に位置する場合を図示したが、本実施の形態はこれに限定されない。基板の設置する向きは適宜設定することができる。
【０１１２】
以上説明したように、第１の基板上に反射層及び断熱層を選択的に形成し、該第１の基板及び該断熱層上に、吸収層、保護層ならびに、成膜材料を含む材料層を形成した場合、成膜材料を含む材料層を選択的に加熱して、被成膜基板に成膜される成膜材料層のパターン形成を行うことが可能となる。
【０１１３】
また、本実施の形態に記載の成膜方法は、成膜材料層の主成分と、下地層の主成分に同じ物質を用いることから、成膜材料層に成膜材料以外の材料が混入することを防ぐことができる。よって、ＥＬ層のある層に別の層を形成するＥＬ材料が混入することで生じる、発光素子の発光効率や寿命等の性能の低下を抑制できる。
【０１１４】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１１５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で説明した本発明の一態様の成膜方法で、成膜用基板を複数用いて発光素子のＥＬ層を形成することにより、フルカラー表示が可能な発光装置の作製方法について説明する。
【０１１６】
実施の形態１及び実施の形態２では、１回の成膜工程で、被成膜基板に形成された複数の下地層上に、全て同一の材料からなる発光層を形成する場合について示したが、本実施の形態では、被成膜基板に形成された複数の下地層上に、発光の異なる３種類の発光層のいずれかを形成する場合について説明する。
【０１１７】
まず、実施の形態２において図２（Ａ）に示した成膜用基板を３枚用意する。ただし、それぞれの支持基板には、発光の異なる発光層を形成するための成膜材料を含む材料層が形成されている。具体的には、赤色発光を示す発光層（発光層（Ｒ））を形成するための成膜材料を含む材料層（Ｒ）を有する成膜用基板（Ｒ）と、緑色発光を示す発光層（発光層（Ｇ））を形成するための成膜材料を含む材料層（Ｇ）を有する成膜用基板（Ｇ）と、青色発光を示す発光層（発光層（Ｂ））を形成するための成膜材料を含む材料層（Ｂ）を有する成膜用基板（Ｂ）とを用意する。
【０１１８】
また、実施の形態２において図２（Ｂ）に示した複数の第１の電極と下地層を有する被成膜基板を１枚用意する。被成膜基板には、材料層（Ｒ）、材料層（Ｇ）、又は材料層（Ｂ）に含まれる成膜材料の主成分と同じ物質をそれぞれ主成分に用いた、下地層（Ｒ）、下地層（Ｇ）、及び下地層（Ｂ）が形成されている。被成膜基板の第１の電極と下地層の間には正孔注入層等の他の層が形成されていても良い。なお、図２（Ｂ）に示したように、被成膜基板上の複数の第１の電極は、その端部が絶縁物４１４で覆われているため、発光領域は、第１の電極の一部であって、絶縁物と重ならずに露呈している領域に相当する。
【０１１９】
まず、１回目の成膜工程として、図２（Ｂ）と同様に被成膜基板と成膜用基板（Ｒ）とを重ね、位置合わせをする。なお、被成膜基板には、位置合わせ用のマーカを設けることが好ましい。また、成膜用基板（Ｒ）にも位置合わせ用のマーカを設けることが好ましい。なお、成膜用基板（Ｒ）には、吸収層や材料層等が設けられているため、位置合わせのマーカ周辺の吸収層や材料層等は予め除去しておくことが好ましい。
【０１２０】
そして、成膜用基板（Ｒ）の裏面（図２に示す反射層３０２、断熱層３０４、吸収層３０３、保護層３０６及び材料層３０５が形成されていない面）側から光を照射する。吸収層が、照射された光を吸収して材料層（Ｒ）に熱を与えることで、材料層（Ｒ）に含まれる成膜材料が加熱され、被成膜基板上の下地層（Ｒ）上に発光層（Ｒ）が成膜される。そして、１回目の成膜を終えたら、成膜用基板（Ｒ）は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
【０１２１】
次いで、２回目の成膜工程として、被成膜基板と成膜用基板（Ｇ）とを重ね、位置合わせをする。成膜用基板（Ｇ）には、１回目の成膜時で使用した成膜用基板（Ｒ）とは１画素分ずらして反射層の開口部が形成されている。
【０１２２】
そして、成膜用基板（Ｇ）の裏面（図２に示す反射層３０２、断熱層３０４、吸収層３０３、保護層３０６及び材料層３０５が形成されていない面）側から光を照射する。吸収層が、照射された光を吸収して材料層（Ｇ）に熱を与えることで、材料層（Ｇ）に含まれる成膜材料が加熱され、被成膜基板上の一部であって、１回目の成膜で発光層（Ｒ）が形成された下地層（Ｒ）の隣の下地層（Ｇ）上に発光層（Ｇ）が成膜される。そして、２回目の成膜を終えたら、成膜用基板（Ｇ）は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
【０１２３】
次いで、３回目の成膜工程として、被成膜基板と成膜用基板（Ｂ）とを重ね、位置合わせをする。成膜用基板（Ｂ）には、１回目の成膜時に使用した成膜用基板（Ｂ）とは２画素分ずらして反射層の開口部が形成されている。
【０１２４】
そして、成膜用基板（Ｂ）の裏面（図２に示す反射層３０２、断熱層３０４、吸収層３０３、保護層３０６及び材料層３０５が形成されていない面）側から光を照射する。この３回目の成膜を行う直前の様子が図３（Ａ）の上面図に相当する。図３（Ａ）において、反射層４０１は開口部４０２を有している。従って、成膜用基板（Ｂ）の反射層４０１の開口部４０２を透過した光は、断熱層を透過して、吸収層に吸収される。また、被成膜基板の成膜用基板（Ｂ）の開口部４０２と重なる領域には、下地層（Ｂ）が形成されている。なお、図３（Ａ）中に点線で示した領域の下方にある被成膜基板には、既に１回目の成膜により形成された発光層（Ｒ）４１１と２回目の成膜により形成された発光層（Ｇ）４１２が位置している。
【０１２５】
そして、３回目の成膜により、発光層（Ｂ）４１３が形成される。吸収層が、照射された光を吸収して材料層（Ｂ）に熱を与えることで、材料層（Ｂ）に含まれる成膜材料が加熱され、被成膜基板上の一部であって、２回目の成膜で発光層（Ｇ）４１２が形成された下地層（Ｇ）の隣の下地層（Ｂ）上に発光層（Ｂ）４１３が成膜される。３回目の成膜を終えたら、成膜用基板（Ｂ）は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
【０１２６】
こうして発光層（Ｒ）４１１、発光層（Ｇ）４１２、発光層（Ｂ）４１３を一定の間隔をあけて同一の被成膜基板上に形成することができる（図３（Ｂ）参照）。そして、これらの膜上に第２の電極を形成することによって、発光素子を形成することができる。また、これら発光層と第２の電極の間に、電子輸送層等の他の層を形成しても良い。
【０１２７】
以上の工程で、同一基板上に異なる発光を示す発光素子が形成されることにより、フルカラー表示が可能な発光装置を形成することができる。
【０１２８】
図３では、成膜用基板に形成された反射層の開口部４０２の形状を矩形とした例を示したが、特に限定されず、ストライプ状の開口部としても良い。ストライプ状の開口部とした場合、同じ発光色となる発光領域の間にも成膜が行われるが、絶縁物４１４の上に形成されるため、絶縁物４１４と重なる部分は発光領域とはならない。
【０１２９】
また、画素の配列も特に限定されず、１つの画素形状を多角形、例えば六角形としても良い。なお、多角形の画素を形成するためには、多角形の開口部を有する反射層を有する成膜用基板を用いて成膜すれば良い。
【０１３０】
なお、本実施の形態では、発光の異なる３種類の発光層を形成するために３枚の成膜用基板を用いたが、１枚の成膜用基板に材料層（Ｒ）、材料層（Ｇ）及び材料層（Ｂ）を選択的に形成しても良い。この場合、被成膜基板と成膜用基板との位置合わせが一度のみで良く、材料の利用効率や生産性が高まるため好ましい。
【０１３１】
本実施の形態に示すフルカラー表示が可能な発光装置の作製において、成膜用基板に形成される材料層の膜厚を制御することによって、被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができる。つまり、成膜用基板上に形成された材料層に含まれる成膜材料を全て加熱することにより被成膜基板上に形成される膜が所望の膜厚となるように予め材料層の膜厚が制御されているため、被成膜基板上に成膜する際の膜厚モニタは不要となる。よって、膜厚モニタを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。そのため、生産性の向上を図ることができる。
【０１３２】
また、本実施の形態に記載の成膜方法は、成膜材料層の主成分と、下地層の主成分に同じ物質を用いることから、成膜材料層に成膜材料以外の材料が混入することを防ぐことができる。よって、ＥＬ層のある層に別の層を形成するＥＬ材料が混入することで生じる、発光素子の発光効率や寿命等の性能の低下を抑制できる。従って、本発明の一態様の成膜方法により作製した発光素子を用いることで、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【０１３３】
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１及び実施の形態２に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。
【実施例１】
【０１３４】
本実施例では、本発明の一態様の成膜方法を用いて形成した発光層を有する発光素子の一例について図４を用いて説明する。なお、本実施例で用いた物質の構造式を以下に示す。
【０１３５】
【化１】
【０１３６】
以下に、本実施例で作製した発光素子１及び比較発光素子２の作製方法を示す。
【０１３７】
（発光素子１）
まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１１０１は、発光素子の陽極として機能する電極である。
【０１３８】
次に、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０１３９】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を３０分程度放冷した。
【０１４０】
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形成された基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２（＝ＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１４１】
次に、正孔注入層１１１１上に、ＣｚＰＡを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０１４２】
さらに、本発明の一態様の成膜方法を用いて、正孔輸送層１１１２上にＣｚＰＡと９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）からなる発光層１１１３を形成した。ここで、ＣｚＰＡ及び２ＰＣＡＰＡの重量比は、１：０．０１（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は３０ｎｍとした。
【０１４３】
その後、発光層１１１３上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、続いてＡｌｑ層の上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、Ａｌｑ及びＢＰｈｅｎからなる電子輸送層１１１４を形成した。
【０１４４】
さらに、電子輸送層１１１４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１１１５を形成した。
【０１４５】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。
【０１４６】
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０１４７】
ここで、本発明の一態様の成膜方法を用いた発光層１１１３の作製方法について、具体的に説明する。
【０１４８】
支持基板としてガラス基板を用いた。支持基板上に、吸収層としてチタン膜を膜厚１５０ｎｍで選択的に形成した。そして、吸収層上に保護層として窒化硅素膜を膜厚１００ｎｍで形成した。
【０１４９】
さらに保護層上に湿式法を用いて材料層を形成した。材料層は、成膜材料及び高分子化合物を含む。成膜材料として、２ＰＣＡＰＡ及びＣｚＰＡを用いた。また、高分子化合物として、ガラス転移温度が２８５℃のシクロオレフィンポリマーを用い、これらの材料を溶媒として用いるトルエン中に溶解させた。トルエン、シクロオレフィンポリマー、ＣｚＰＡ及び２ＰＣＡＰＡの比率は、重量比で２５０：５：１：０．１（＝トルエン：シクロオレフィンポリマー：ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。材料層の膜厚は１５０ｎｍとした。
【０１５０】
材料層を成膜後、材料層中に残ったトルエンを除去するために、真空雰囲気下で加熱処理を行った。具体的には、真空度１Ｐａ、１６０℃で１時間、加熱した。
【０１５１】
次に、支持基板において、吸収層及び材料層が形成された面に対向する位置に、被成膜基板を配置した。被成膜基板は基板１１００の最表面に発光素子１の正孔輸送層１１１２が形成されている面側を支持基板に向けて配置した。このとき、材料層の表面と正孔輸送層１１１２の表面との距離ｄは１００μｍとして配置した。また、光照射による成膜は、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。従って、成膜室内を真空度５×１０−３Ｐａ以下に保った。そして、支持基板の裏面、すなわち材料層が形成された支持基板の他方の面側からハロゲンランプを９秒間照射することにより、材料層を加熱し、ガラス基板１１００の正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。
【０１５２】
（比較発光素子２）
正孔注入層１１１１及び正孔輸送層１１１２以外は、発光素子１と同様に作製した。具体的には、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。また、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０１５３】
以上により得られた発光素子１及び比較発光素子２の素子構造を表１に示す。
【０１５４】
【表１】
【０１５５】
発光素子１及び比較発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１５６】
発光素子１及び比較発光素子２の電圧−輝度特性を図５に示す。図５において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、輝度−電流効率特性を図６に示す。図６において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表している。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図７に示す。図７において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。また、各発光素子における輝度７５０ｃｄ／ｃｍ２付近のときの電圧（Ｖ）、電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）を表２に示す。
【０１５７】
【表２】
【０１５８】
図７及び表２のＣＩＥ色度座標からわかるように、作製した発光素子１及び比較発光素子２からは、２ＰＣＡＰＡに由来する発光が得られたことがわかった。また、図５からわかるように、発光素子１は比較発光素子２に比べ低電圧下で高い輝度が得られている。
【０１５９】
次に、発光素子１及び比較発光素子２の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図８に示す。図８において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度が一定の条件で本実施例の発光素子１及び比較発光素子２を駆動した。図８から、発光素子１の１３００時間後の輝度は初期輝度の６４％を保ち、比較発光素子２の４３０時間後の輝度は初期輝度の５０％を保っていた。発光素子１は、比較発光素子２よりも高い信頼性を示すことが明らかとなった。
【０１６０】
本実施例の発光層１１１３の作製方法において、加熱処理の際、材料層と正孔輸送層１１１２の間隔は狭いため、正孔輸送層１１１２上に形成された発光層１１１３中で、発光層１１１３の材料である成膜材料と正孔輸送層１１１２の材料が混ざってしまうことがある。本実施例の比較発光素子２は、正孔輸送層１１１２にＮＰＢ、成膜材料にＣｚＰＡ及び２ＰＣＡＰＡを用いている。そのため、加熱処理の際、発光層１１１３にＮＰＢが混入し、素子の寿命が低下している。一方、発光素子１は、正孔輸送層１１１２と成膜材料の主成分にＣｚＰＡを用いているため、発光層１１１３に成膜材料以外の材料が混入することを抑制でき、素子の長寿命化につながった。
【符号の説明】
【０１６１】
１０１ 第１の基板
１０３ 吸収層
１０５ 材料層
１０７ 第２の基板
１０９ 下地層
１１１ 成膜材料層
３０１ 第１の基板
３０２ 反射層
３０３ 吸収層
３０４ 断熱層
３０５ 材料層
３０６ 保護層
３０７ 第２の基板
３０８ 開口部
３０９ 第１の電極層
３１０ 光
３１１ 下地層
３１２ 絶縁物
３１３ 成膜材料層
４０１ 反射層
４０２ 開口部
４１１ 発光層（Ｒ）
４１２ 発光層（Ｇ）
４１３ 発光層（Ｂ）
４１４ 絶縁物
１１００ 基板
１１０１ 第１の電極
１１０３ 第２の電極
１１１１ 正孔注入層
１１１２ 正孔輸送層
１１１３ 発光層
１１１４ 電子輸送層
１１１５ 電子注入層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面上に形成された吸収層と、前記吸収層上に形成され、前記基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、
基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、
前記第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、前記吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された前記材料層に含まれる前記成膜材料で前記下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、
前記成膜材料層の主成分と前記下地層の主成分に同じ物質を用いる成膜方法。
【請求項２】
基板の一方の面上に形成された吸収層と、前記吸収層上に形成され、前記基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、
基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、
前記第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、前記吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された前記材料層に含まれる前記成膜材料で前記下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、
前記下地層を、前記成膜材料層に用いる物質で形成する成膜方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記吸収層は、島状またはストライプ状に形成されている成膜方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記材料層は、島状またはストライプ状に形成されている成膜方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の基板と前記吸収層との間に、開口部を有する反射層が形成されている成膜方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記反射層と前記吸収層との間に、前記反射層の開口部と重なる位置に開口部を有する断熱層を形成する成膜方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記吸収層と前記材料層との間に、保護層が形成されている成膜方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記材料層は、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、印刷法、液滴吐出法、スプレー法、滴下法、インクジェット法、ノズルプリンティング法又はディスペンス法により前記吸収層上に形成される成膜方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記加熱処理は、光源を用いて前記第１の基板の他方の面側から光を照射し、前記吸収層が光を吸収することで加熱される方式を用いる成膜方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記光源としてレーザ発振装置、フラッシュランプ又はハロゲンランプを用いる成膜方法。
【請求項１】
基板の一方の面上に形成された吸収層と、前記吸収層上に形成され、前記基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、
基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、
前記第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、前記吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された前記材料層に含まれる前記成膜材料で前記下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、
前記成膜材料層の主成分と前記下地層の主成分に同じ物質を用いる成膜方法。
【請求項２】
基板の一方の面上に形成された吸収層と、前記吸収層上に形成され、前記基板の一方の面の最表面に形成された、成膜材料を含む材料層とを有する第１の基板の一方の面と、
基板の被成膜面の最表面に形成された下地層を有する第２の基板の被成膜面を対向させて配置し、
前記第１の基板の他方の面側から加熱処理を施すことで、前記吸収層にエネルギーを吸収させて発熱させ、加熱された前記材料層に含まれる前記成膜材料で前記下地層上に成膜材料層を形成する成膜方法であり、
前記下地層を、前記成膜材料層に用いる物質で形成する成膜方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記吸収層は、島状またはストライプ状に形成されている成膜方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記材料層は、島状またはストライプ状に形成されている成膜方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の基板と前記吸収層との間に、開口部を有する反射層が形成されている成膜方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記反射層と前記吸収層との間に、前記反射層の開口部と重なる位置に開口部を有する断熱層を形成する成膜方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記吸収層と前記材料層との間に、保護層が形成されている成膜方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記材料層は、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、印刷法、液滴吐出法、スプレー法、滴下法、インクジェット法、ノズルプリンティング法又はディスペンス法により前記吸収層上に形成される成膜方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記加熱処理は、光源を用いて前記第１の基板の他方の面側から光を照射し、前記吸収層が光を吸収することで加熱される方式を用いる成膜方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記光源としてレーザ発振装置、フラッシュランプ又はハロゲンランプを用いる成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１９５８７０（Ｐ２０１１−１９５８７０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６２５２４（Ｐ２０１０−６２５２４）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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